MECHANIKA MŪSŲ GYVENIME
TRAUKINIŲ JUDĖJIMAS
Jei pasvarstytume, kokį vaidmenį atlieka fizika žmonijos gyvenime, pirmiausia pastebėtume, kad ji labai naudinga. Juk fizikos laimėjimai padeda lengviau gyventi. Fizika nagrinėja materijos( tai visa, kas realiai egzistuoja Žemėje ir už jos ribų) savybes, įvairius jos kitimus, dėsnius, pagal kuriuos ji kinta. Toli gražu ne visos materijos savybės, ne visi gamtos dėsniai žinomi. Bet visa fizikos ir kitų mokslų raida rodo, kad pasaulyje nėra nieko, ko nebūtų galima išaiškinti, ištirti, sužinoti ar suprasti.
Viskas pasaulyje vyksta kur nors ir kada nors: erdvėje ir laike. Kiekvienas kūnas bet kuriuo laiko momentu užima tam tikrą padėtį erdvėje kitų kūnų atžvilgiu. Jeigu ilgainiui kūno padėtis erdvėje nekinta, sakoma, jog kūnas nejuda, o jeigu kinta, tai kalbama apie kūno mechaninį judėjimą.
Mechaniniu kūno judėjimu vadinama jo padėties erdvėje kitimą kitų kūnų atžvilgiu.
Ištirti kūno judėjimą- vadinasi, nustatyti, kaip kinta jo padėtis laikui bėgant. Žinant šį kitimą, galima nurodyti kūno padėtį bet kuriuo laiko momentu. Tai ir yra pagrindinis mechanikos uždavinys- nustatyti kūno padėtį bet kuriuo laiko momentu.
Prie tokių reiškinių, kuriuos atidžiau panagrinėjus iškyla netikėti dalykai, galima priskirti ir traukinių važiavimą, o tiksliau- traukinių važiavimą posūkiu. Čia neįprasta tai, kad traukinys rieda bėgiais, o jeigu sukasi bėgiai, tai turi suktis ir traukinys. Tačiau viskas daug sudėtingiau nei atrodo iš pirmo žvilgsnio.
Kai sukasi bet kokios vežėčios, tai ratai, užmauti ant vienos ašies, nurieda skirtingo ilgio kelią. Pavyzdžiui, vežimo, kurio ratai sukasi į dešinę, lankai ne vienodi: vienas ilgesnis už kitą ir kairysis ratas pasisukant nurieda ilgesnį kelią negu dešinysis. Aišku ir tai, kad riedėdamas ilgesnį kelią, kairysis ratas turi pasisukti daugiau karų negu dešynysis. Vežimo ratai, užmauti ant vienos ašies, tačiau tarp savęs nesurišti, kiekvienas sukasi nepriklausomai nuo kito, taigi vežimo posūkis problemų nesukelia.
Tačiau traukinys, ne vežimas. Svarbiausias skirtumas yra tas, kad vagono ratai nejudamai pritvirtinti prie vienos ašies, taigi yra tarp savęs surišti ir negali suktis nepriklausomai vienas nuo kito.
Vagono ir vežimo konstrukcija skiriasi, nes skiriasi jų judėjimo sąlygos. Vežimas juda plačiu keliu ir nieko baisaus nenutiks, jei atstumas tarp ratų dėl kokios nors priežasties šiek tiek pasikeis. Kas kita vagonas: jis rieda bėgiais ir, kad riedėtų saugiai, atstumas tarp ratų turi būti tiksliai toks, kokio reikia, ir nė kiek nesikeisti.
Geležinkelio vagonų ratai sujungiami į vientisą konstrukciją su bendra ašimi. Du ratai ir juos jungianti ašis sudaro vadinamąją ratų porą, kuri vagonui riedant, sukasi kaip vienas kūnas. Taigi vagonas negali pasisukti taip kaip vežimas- vienas jo ratas negali apsisukti daugiau kartų negu kitas. Ir vis dėlto posūkyje vienas ratas turi įveikti ilgesnį kelią.
Pasvarsčius, peršasi vienintelis atsakymas: jeigu ratai sukdamiesi kartu, nurieda skirtingą kelią, tai vienas jų šiek tiek slysta bėgiu. Deja, ir tai ne visai teisingai pastebėta. Geležinkelių eksplotavimo taisyklės griežtai draudžia vagonų ratų slydimą bėgiais, išskyrus tik ypatingas situacijas- avarinį stabdimą. Dėl ratų slydimo labiausiai dyla bėgiai ir patys ratai, mažėja vagonų riedėjimo stabilumas ir eismo saugumas.
Traukiniai, kaip žinome, sėkmingai įveikia posūkius, nors visai nesuprantama, kaip vienos poros ratai nurieda posūkyje skirtingą kelią, jeigu abu sukasi kartu ir nė vienas neslystrli bėgiu.
Pamėginkime išnagrinėti dar vieną galimybę: ratai nuriedėtų skirrtingą kelią apsisukdami tiek pat kartų ir neslysdami, jeigu skirtųsi jų spinduliai. Jeigu poros kairysis ratas būtų didesnio spindulio, tai, sukantis į dešinę, jis nuvažiuotų reikiamą ilgesnį kelią, slydimo neprireiktų ir tokia situacija būtųme visai patenkinti. Deja… tada tai pačiai ratų porai tektų suktis tai į dešinę, tai į kairę, vadinasi, turėtų būti didesnis tai dešinysis, tai kairysis ratas. O daugiausia traukinys važiuoja tiesiai, ir todėl ratai turi būti vienodi. Ar įmanoma, kad plieninis ratas riedėdamas tai didėtų, tai mažėtų? Neįtikėtina, tačiau būtent taip ir yra: vienu metu būna didesnis dešinysis, kitu- kairysis poros ratas.