Vì sao ở đoạn đ¬ường sắt vòng, đường ray phía ngoài phải đặt cao hơn một chút so với đường ray phía trong.doc

Vì sao ở đoạn đường sắt vòng, đường ray phía
ngoài phải đặt cao hơn một chút so với đường
ray phía trong?
Khi xe lửa chạy trên đoạn đờng vòng nó thực hiện một chuyển động tròn và đơng
nhiên cũng phải có tác dụng của lực hớng tâm. Lực hớng tâm ấy từ đâu mà ra?
Rõ ràng là xe lửa không thể làm giống nh ngời ngồi xe đạp khi đến chỗ vòng thì tự
giác nghiêng vào phía trong. Nhng nói chung là có cách. Có thể thông qua ray thép
chịu trọng lợng của nó để cấp cho nó một lực hớng tâm.
Nói chung khoảng cách bên trong hai thanh ray lớn hơn khoảng cách má ngoài
của hai bánh xe bên phải và bên trái của xe lửa một chút. Khi xe lửa đang chạy trên
đoạn đờng bằng phẳng thì giữa đờng ray và mặt bên bánh xe không tiếp xúc sát
nhau; lúc đó đờng ray chỉ có lực đẩy lên trên đối với bánh xe (tức áp lực thẳng
đứng) không có lực đẩy theo hớng ngang xác định (tức áp lực ngang). Nếu ở chỗ
đờng vòng hai thanh ray vẫn cao thấp bằng nhau thì khi xe lửa chạy qua, mặt bánh
xe ngoài của nó sẽ ép chặt vào ray phía ngoài, còn mặt bánh xe trong sẽ cách ray
phía trong khá rộng, lúc đó đờng ray bên trong chỉ có tác dụng của áp lực thẳng
đứng đối với bánh xe còn đờng ray bên ngoài, ngoài tác dụng của áp lực thẳng
đứng đối với bánh xe còn chịu tác dụng của áp lực ngang. áp lực ngang này chính
là lực hớng tâm mà đờng ray cấp cho xe lửa.
Loại áp lực ngang này có thể làm cho mặt bên bánh xe và mặt bên đờng ray bị
mài mòn mạnh.
Tốc độ xe lửa nhanh thì áp lực ngang cũng lớn. áp lực ngang quá lớn, ngoài việc
làm cho mặt bên bánh xe và mặt bên đờng ray bị mài mòn nghiệm trọng ra còn có
khả năng đẩy đờng ray bên ngoài di chuyển ngang về phía ngoài, gây nên sự cố
trật ray, thậm chí có khi còn xảy ra nguy hiểm đổ xe.
Làm thế nào để loại trừ sự cố nguy hiểm mà lại vẫn cấp đợc lực hớng tâm mà xe
lửa cần? Khi làm những đoạn đờng chạy vòng nói chung công nhân đờng sắt đã
dùng biện pháp đặt cao ray bên ngoài một cách thích đáng để giải quyết vấn đề
này. áp lực của đờng ray nghiêng vào bánh xe lúc này, hớng vuông góc với mặt
nghiêng củ đờng vòng. áp lực này là do hai phân lực hợp thành, một phân lực theo
hớng thẳng đứng lên trên đỡ trọng lợng xe lửa, một phân lực theo hớng ngang và

hớng vào tâm đờng vòng. Phân lực này chính là lực hớng tâm mà khi chạy qua đ-
ờng vòng xe lửa cần tới. Một khi đã nh vậy thì loại áp lực ngang gây ra sự cố hầu
nh không tồn tại nữa.
Thế nhng đờng ray ngoài nên đặt cao hơn đờng ray trong bao nhiêu thì mới đợc
coi là thích hợp? Điều này phải căn cứ vào bánh kính đờng vòng và tốc độ xe lửa
để tính toán. Một khi đã xác định độ cao chênh lệch giữa ray trong vào ray ngoài thì
tốc độ xe lửa khi đi qua đờng vòng phải có giới hạn nhất định. Tốc độ quá lớn hoặc
quá nhỏ đều có thể làm cho đờng ray chịu áp lực ngang. Nếu khi tốc độ xe lửa vợt
tốc độ chạy qui định nhiều quá thì lực hớng tâm do chênh lệch độ cao giữa ray
trong và ray ngoài không đủ để làm cho xe lửa từ chuyển động thẳng biến thành
chuyển động tròn, xe lửa vẫn có nguy có bị trật bánh.