Tại sao bánh xe lửa bằng kim loại còn bánh xe khác bằng cao su?

Xe lửa thường xuyên di chuyển một quãng đường dài với tốc độ cao trong khi phải chở một khối lượng hàng hóa và con người rất lớn. Vì vậy việc lựa chọn bánh xe phù hợp là điều không đơn giản.

Trước hết, ma sát cần phải nhỏ nhất đối với các bánh xe lửa. Một đoàn tàu di chuyển trên những đường ray phải hoàn toàn đồng đều và trơn tru, không có va chạm hoặc lỗ thủng trên tuyến đường để hoàn thành mục tiêu là duy trì tốc độ cao.

Bánh xe lửa phải bằng kim loại. (Ảnh minh họa: Vnreview)

Và để duy trì tốc độ cao với rất ít ma sát giữa bánh xe và đường ray, bánh xe của tàu phải được làm bằng kim loại nhẵn, tương đồng với cả đường ray. Điều này sẽ giúp làm giảm ma sát. Các nhà khoa học chỉ ra rằng, trên thực tế ma sát giảm 85 - 99% khi bánh xe thép được sử dụng trên đường ray thép.

Xe lửa không cần phải dừng đột ngột nên xe lửa không cần bánh xe tạo ra ma sát. Đó là lý do bánh xe kim loại được chọn để giảm ma sát và duy trì tốc độ cho xe lửa.

Ngược lại bánh xe cao su đòi hỏi một lượng năng lượng rất cao để di chuyển. Hầu hết năng lượng và lực được tạo ra từ động cơ ô tô sẽ làm cho các bánh xe cao su quay.

Nếu bánh xe của đoàn tàu được làm bằng cao su, động cơ sẽ cần một năng lượng/lực cực lớn để làm cho đoàn tàu chuyển động. Ma sát cũng tăng lên khi trọng lượng của một vật tăng lên. Nó khiến cho lốp cao su gây ra ma sát nhiều hơn.

Trong khi đó, không giống tàu hỏa chỉ chạy trên đường ray, ô tô hay bất kỳ phương tiện nào cũng phải đi trên đường. Ô tô sẽ phải đi qua nhiều địa hình khác nhau từ con đường xấu đầy ổ gà, bùn lầy đến đường nhựa trơn tru.

Địa hình không bằng phẳng cũng không phải là một thử tháchđối với các phương tiện như xe hơi. Tất cả những tình huống này đòi hỏi chiếc xe phải bám chắc vào bề mặt mà nó đang di chuyển. Độ bám này chỉ đạt được nếu có đủ ma sát giữa bánh xe và địa hình. Chính vì vậy lốp cao su đáp ứng được tiêu chí tạo ra và duy trì được độ ma sát với địa hình.

Ô tô và các loại xe khác dùng lốp cao su. (Ảnh minh họa: MotorTrend)

Ngoài ra, ô tô cần phanh và dừng thường xuyên nhiều hơn so với tàu hỏa, vì vậy việc trang bị lốp cao su cũng giúp giải quyết vấn đề này.

Ô tô cũng chỉ cần duy trì một tốc độ nhất định và không nặng như xe lửa nên lốp cao su không gây cản trở và phải mất công lấy đà, làm hao phí năng lượng của động cơ như đối với xe lửa.