Forza di trazione

[ferdy]

Ciao a tutti. Vorrei sapere gentilmente che cosa si intende per forza di trazione nelle loco. Ossia una loco che ha, ad esemoio, una forza di trazione di 1,5 N per entrambi le direzioni di marcia significa che può trainare tot veicoli. Quanti? Come si calcola il tutto? Scusate ma per me è materia sconosciuta.
Grazie
Ferdinando

[miklam71]

Ciao ferdy.
Allora, nella mia ignoranza ti posso dire che N (Newton = unità  di misura della forza) è pari a alla massa (in kg) x l'accelerazione (in metri su secondi al quadrato = m/s2). Sulla Terra, l'accelerazione di gravità  è di 9.8 m/s2 circa, per cui la massa di 1 kg pesa 1 kg x 9.8 m/s2 = 9.8 N. Questo mi sembra sia detto anche kg peso o kg forza.
Calando nel concreto del tuo quesito, penso che se una loco ha forza di trazione di 1,5 N dovrebbe essere in grado di trainare circa 150 grammi di veicoli (0.15 kg), per cui dovresti pesare alcuni dei carri/carrozze che dovrebbero fare al caso per la loco (se merci o passeggeri) e ricavarti il numero. Lascio ai più esperti indicazioni più precise.
Ma dove hai trovato la forza di trazione delle loco?
Saluti.

Michele

[ferdy]

Ciao Michele,
la forza di trazione le trovo nella descrizione dei modelli fatte sulle riviste. Dato che voglio far trainare alle loco sia in singola che in multipla trazione un numero verosimile di carri o carrozze da qui nasce la mia domanda. Macchine come le 636/645 di Roco che hanno delle otttime motorizzazioni possono trainare un cospicuo numero di carri e/o carrozze. E via dicendo.
Ciao
Ferdinando

[greenant]

Ciao ferdy.
Allora, nella mia ignoranza ti posso dire che N (Newton = unità  di misura della forza) è pari a alla massa (in kg) x l'accelerazione (in metri su secondi al quadrato = m/s2). Sulla Terra, l'accelerazione di gravità  è di 9.8 m/s2 circa, per cui la massa di 1 kg pesa 1 kg x 9.8 m/s2 = 9.8 N. Questo mi sembra sia detto anche kg peso o kg forza.
Calando nel concreto del tuo quesito, penso che se una loco ha forza di trazione di 1,5 N dovrebbe essere in grado di trainare circa 150 grammi di veicoli (0.15 kg), per cui dovresti pesare alcuni dei carri/carrozze che dovrebbero fare al caso per la loco (se merci o passeggeri) e ricavarti il numero. Lascio ai più esperti indicazioni più precise.
Ma dove hai trovato la forza di trazione delle loco?
Saluti.

Michele

Parlando in modo strettamente fisico, non è proprio giusto quello che hai detto.

Se prendi in sistema composto da loco, vagone e binario, ipotizzando la forza di gravità  perpendicolare al binario, possiamo dire per certo che, in condizioni ideali, una qualsiasi forza (anche un micro newton) applicata dalla locomotiva al vagone (e quindi parallela al binario) metterebbe in moto il vagone imponendogli una accelerazione pari a F = m * A

Visto che esiste l'attrito, questo non è vero e quindi serve una forza minima per vincere l'attrito statico tra rotaie e ruote.

Ma anche considerando l'attrito statico, non abbiamo finito, poichè c'è l'attrito volvente tra le ruote e i binari e l'attrito tra l'aria e il vagone.

Quindi non trovo giusto dire che con 1,5N riesci a tirare un vagone da 150 grammi.

Probabilmente quegli 1,5N sono calcolati attaccando un dinamometro alla locomotiva (in piano) e facendola andare al massimo, calcolando quindi la "forza di trazione"

Non saprei però cosa può interessare al ferromodellista quanto sia questa forza

[miklam71]

greenant, hai ragione: dal punto strettamente fisico i 150 grammi devono essere letti come forza di trazione misurata con un dinamometro più che come massa rimorchiata.
Però ti chiedo: una volta vinto l'attrito statico e diminuiti i 150 g di quello volvente, quello che resta dovrebbe essere il peso massimo del materiale rimorchiabile, giusto? Quindi, dal lato pratico e con approssimazione, posso almeno farmi un'idea, pesato un carro, dell'ordine di grandezza del materiale rimorchiato (che so: 5,10,15 o 20 pezzi).
E' senza dubbio corretto interpretare tale forza più come un indicatore che come valore realistico, utile per fare confronti tra modelli diversi in condizioni ambientali uguali. Per questo ritengo che il quesito di ferdy sia comunque lecito e di interesse: se vedo sul sito Miba i test su alcune locomotive, rimango impressionato, per esempio, dalla forza di una br22 fleischmann con 315 g di forza rispetto ad una br45 Liliput con 172 g!

Saluti.
Michele

[mbernard]

Nella scala 1:1, vado a memoria, si tiene convenzionalmente come riferimento un valore di coefficiente di attrito di rotolamento ferro su rotaia pari a 0,08; quindi ad ogni ton di materiale trainato corrisponde una resistenza al "traino" di 80 kg = 784,8N.

Se la regola valesse nella scala 1:87 significherebbe che i 150 N potrebbero in teoria trainare 200kg di peso di carri!!! Ma non credo che la cosa funzioni allo stesso modo, che ne dite?

Questo in piano e a convoglio in movimento, poi c'è da vincere l'attrito di primo distacco alla partenza, le inevitabili pendenze e, soprattutto le curve di stratto raggio.

Penso che il modo migliore per sapere per una determinata forza di trazione quanti carri si possono trainare sia quello di fare la prova pratica o, al limite, provare a trainare con un dinamomentro un numero elevato di carri/carrozze tutti uguali, più alto è il numero di elementi trainati minore sarà  la percentuale di errore visto che il numero letto sarà  diviso per un numero alto di elementi, questo numero rapportato alla massa del singolo carro darà  la sua resistenza alla trazione, avendola per ogni carro si potrà  sapere, data una forza di trazione, quanti carri si potranno mettere in composizione....almeno in teoria, poi ci sono tutte le eccezioni che dicevo sopra.

Alla fine al lato pratico conoscere la forza di trazione serve a poco eh eh eh !!!

[clintdom]

ragazzi, tutto ciò è molto interessante, ma perchè malmenarsi il cranio con cose inutili dal punto di vista pratico?

[miklam71]

ragazzi, tutto ciò è molto interessante, ma perchè malmenarsi il cranio con cose inutili dal punto di vista pratico?

Hai ragione clintdom, ma ogni tanto rinvangare un po' di fisica non guasta, specie per chi, come il sottoscritto, non mastica quotidianamente questi concetti!
E poi il risvolto pratico, se vuoi, lo trovi sempre!
Saluti.

Michele

[clintdom]

claro que sì michele, ci mancherebbe!
l'unica considerazione che posso fare è che non credo sia possibile rapportare i valori di forza e attrito dalla realtà  al ferromodellismo, perchè ci sono troppe variabili in gioco (tipo di motore, tipo di trasmissione del moto alle ruote, stato delle parti di contatto, ecc.), per cui l'unico sistema sicuro rimane l'applicazione di un dinamometro, che misura il valore reale della forza.
peace

Domenico

[greenant]

greenant, hai ragione: dal punto strettamente fisico i 150 grammi devono essere letti come forza di trazione misurata con un dinamometro più che come massa rimorchiata.
Però ti chiedo: una volta vinto l'attrito statico e diminuiti i 150 g di quello volvente, quello che resta dovrebbe essere il peso massimo del materiale rimorchiabile, giusto? Quindi, dal lato pratico e con approssimazione, posso almeno farmi un'idea, pesato un carro, dell'ordine di grandezza del materiale rimorchiato (che so: 5,10,15 o 20 pezzi).
E' senza dubbio corretto interpretare tale forza più come un indicatore che come valore realistico, utile per fare confronti tra modelli diversi in condizioni ambientali uguali. Per questo ritengo che il quesito di ferdy sia comunque lecito e di interesse: se vedo sul sito Miba i test su alcune locomotive, rimango impressionato, per esempio, dalla forza di una br22 fleischmann con 315 g di forza rispetto ad una br45 Liliput con 172 g!

Saluti.
Michele

Una volta rimosso l'attrito statico e volvente, l'unico attrito che rimane è quello con l'aria. Se vinci anche questo muovi qualsiasi cosa, poichè la somma delle forze applicate al sistema (loco+vagoni) è un vettore parallelo ai binari e diretto nel verso di movimento della loco.

Con questo valore puoi calcolare l'accelerazione massima che la locomotiva può imprimere al convoglio e anche la velocità  massima di tutto il tuo convoglio. Inoltre con la forza di trazione potresti (sempre in via teorica) stimare la massima pendenza superabile dal convoglio.

Probabilmente la forza di trazione ti serve per modificare qualche CV particolare, affinchè il sistema sia più realistico possibile