경사가 급한 산악 기차에는 톱니바퀴가 아닌 둥근 바퀴를 사용하나요?
경사가 급한 산악 철로를 운행하는 산악 열차는 미끄러지지 않으려면 바퀴를 톱니바퀴로 만들면 좋을 듯 싶은 데, 왜 둥그런 바퀴를 사용하여 운행하나요?
6개의 답변이 있어요!경사가 급한 산악 기차에는 기본적으로 둥근 바퀴가 사용됩니다.
이유는 둥근 바퀴가 기차와 레일 사이에서 미끄러짐 없이 움직일 수 있기 때문입니다.
반면, 톱니바퀴는 경사가 급한 레일에서 미끄러지지 않도록 설계되었지만, 속도가 느리고 지속적인 윤활이 필요하므로 산악 기차에서는 적합하지 않습니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.
산악 철도의 둥그러진 바퀴는 도로와는 달리 레일에 밀착되어 운행됩니다. 이러한 운행 방식은 마찰력을 최대화하여 미끄러짐을 방지합니다. 반면, 톱니바퀴는 레일에서 벗어나거나 갇히는 등의 문제가 발생할 가능성이 있습니다.
또한, 산악 철도는 일반적으로 고도가 높은 산악 지역에서 운행되기 때문에, 기계적인 부담을 최소화하기 위해 가능한 경량화되어야 합니다. 톱니바퀴는 둥근 바퀴에 비해 더 무거우며, 운전 시스템이 더 복잡해지는 등의 문제가 있습니다.
따라서, 산악 철도에서는 둥근 바퀴를 사용하여 운행함으로써 안전하고 경제적인 운행이 가능하게 됩니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
산악 기차에는 경사를 오르내리는 동안 안전성과 제어를 위해 톱니바퀴와 둥근 바퀴를 모두 사용하는 경우가 많습니다.
톱니바퀴는 기차가 경사면에서 오르거나 내려갈 때, 레일에 끼어서 추가적인 마찰력을 제공하여 더욱 안정적으로 운행할 수 있도록 돕습니다. 이는 둥근 바퀴만 사용하는 기차보다 더 큰 강도와 제어를 제공합니다. 따라서 가파른 경사면을 오르내리는 산악 기차에는 대개 톱니바퀴가 장착됩니다.
하지만 일부 산악 기차는 경사면을 오르내리는 구간과 평지에서 운행하는 구간이 번갈아가면서 등장하기 때문에, 이 경우에는 톱니바퀴와 둥근 바퀴를 모두 장착한 다중 시스템(Multi-System)을 사용하기도 합니다. 이러한 다중 시스템을 사용하면 기차가 경사면을 오르거나 내려갈 때는 톱니바퀴를 사용하고, 평지에서는 둥근 바퀴를 사용하여 마찰력을 유지할 수 있습니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
산악 철로에서 둥근 바퀴를 사용하는 이유는 둥근 바퀴의 특성 때문입니다. 둥근 바퀴는 원통형 모양으로 돌아가면서, 바닥과 접촉하는 지점에서는 항상 일정한 지점에서 접촉하게 됩니다. 이러한 접촉 지점은 양쪽 방향으로 움직이는 힘이 균등하게 분산되기 때문에, 미끄러짐을 방지할 수 있습니다.
반면에 톱니바퀴 형태의 바퀴는 각 지점에서 바닥과 접촉하는 면적이 적어지고, 그로 인해 각 지점에서 가해지는 압력이 증가합니다. 이러한 압력 증가는 미끄러짐을 유발할 수 있습니다.
따라서, 경사가 급한 산악 철로에서는 둥근 바퀴를 사용하여 미끄러짐을 방지하고 안전성을 확보합니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 산악 철로의 열차는 경사가 급하고 곡선이 많은 구간에서 운행하기 때문에 안전하고 효율적인 운행을 위해 특수한 바퀴를 사용합니다. 이러한 바퀴를 동력차에서는 기차 바퀴, 트랙카에서는 레일바퀴 또는 톱니바퀴, 그리고 산악 철로에서는 구형 바퀴라고 합니다.
산악 철로에서 사용하는 구형 바퀴는 둥그렇게 생겼으며, 바퀴의 표면은 중앙이 약간 높아지고 바깥쪽으로 향하는 턱이 있습니다. 이 턱은 레일의 내부와 맞닿아서 열차가 미끄러지지 않도록 안정성을 제공합니다.
구형 바퀴를 사용하는 이유는 두 가지입니다. 첫째, 구형 바퀴는 직선 구간에서도 안정적인 운행을 할 수 있습니다. 바퀴가 둥그렇기 때문에, 바퀴와 레일 사이의 접촉면이 매우 작아서 좌우로 흔들리지 않으며, 직선 구간에서의 안정성이 높습니다.
둘째, 구형 바퀴는 곡선 구간에서도 안전하게 운행할 수 있도록 도와줍니다. 곡선에서는 열차의 바퀴가 레일의 안쪽으로 기울기 때문에, 구형 바퀴의 둥근 형태가 열차를 곡선을 따라 안정적으로 유지시켜줍니다. 또한, 구형 바퀴는 곡선에서도 일정한 속도로 운행할 수 있도록 해줍니다. 만약 톱니바퀴 등의 바퀴를 사용한다면, 속도가 느려지거나 불규칙하게 움직이는 문제가 발생할 수 있습니다.
따라서, 산악 철로에서는 안전하고 효율적인 운행을 위해 구형 바퀴를 사용합니다.
