Паровозыжелезнодорожный транспорт

Законами механики установлено, что движение тела может возникнуть в результате отталкивания данного тела от другого внешнего тела. В самом деле, гребец может очень долго просидеть в лодке с погруженными в спокойную воду неподвижными вёслами, но лодка не тронется с места до тех пор, пока он вёслами не оттолкнётся от воды. При отталкивании от воды лодка будет двигаться в направлении обратном движению вёсел. Разница между характером действия сил на лодку и паровоз состоит в том, что у последнего роль гребца выполняет паровая машина, роль вёсел — катящиеся колёсные пары, а роль воды — рельсы. С помощью колёсных пар сила давления пара в цилиндрах (передаваемая на колёса посредством шатунно-кривошипного механизма) отталкивает рельсы назад. Но так как рельсы прочно закреплены, то они остаются на месте, а паровоз стремится двигаться вперёд. Паровоз можно рассматривать как систему, состоящую из большого количества взаимосвязанных деталей (тел). В результате взаимодействия деталей (как подвижных, так и неподвижных) внутри системы возникают силы, которые в механике называют внутренними. Силы эти попарно одинаковы по величине, но прямо противоположны по направлению действия. Поэтому в сумме они равны нулю. Понятно, что такие силы не могут вызвать поступательного движения паровоза. Известный в механике закон о движении центра тяжести гласит: внутренние силы, не передающие своего действия на внешние тела, не могут изменить положения центра тяжести системы тел, т. е. не влияют на его движение. Если приподнять паровоз над рельсами, например, с помощью мостового крана и цепей, и пустить в ход паровую машину, то она вызовет небольшую качку паровоза, заставляя его колебаться в различных направлениях относительно своего центра тяжести, но поступательного движения паровоз не получит. Для возникновения поступательного движения должны быть созданы условия для передачи действия внутренней силы на какую-либо опору. Этой опорой являются рельсы. Чтобы понять, откуда берёт- нагризка ся на гладком рельсе упор, не- на колесо обходимый для движения паровоза, внимательно рассмотрим площадку контакта колёс с рельсами. Для этого воспользуемся сильным микроскопом. В поле зрения мы увидим мельчайшие неровности, напоминающие собой зубцы, беспорядочно расположенные на ничтожном расстоянии друг от друга (фиг. 126). Таким образом, паровозы фактически движутся не по гладким полированным рельсам, какими они кажутся на вид, а по рельсам с шероховатой поверхностью. Такие же мельчайшие неровности имеются и на гладких бандажах колёсных пар. Так как удельное давление паровозного колеса на рельс в месте контакта с ним достигает очень больших величин (до 3 500 кг/см* при диаметре колеса 1 ОООжж), то, естественно, что даже при незначительной величине неровностей бандажей колёса вдавливаются в неровности рельса (в пределах площадки соприкосновения)