A súlyt megsemmisíti a sebesség?
2013/12/17 08:00
606 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.

A 80 nap alatt a Föld körül talán Verne Gyula egyik legizgalmasabb története.  A főszereplő útját újabb probléma nehezíti. Hogyan is jussanak át a nagyon ingatag állapotban lévő vasúti függőhídon?

A meglepő eset megértéséhez olvassuk el a történet részleteit.

A mozdonyvezető, a kalauz, a pályaőr, és az utasok vitatkoznak, a pályaőr helyzetértékelése a következő:

„- Nem, teljesen lehetetlen! Medicine Bow-nál megrongálódott a vasúti híd, nem bírja el a vonatot, nem használható.

Az említett híd egy hegyi patak zuhogója fölött emelkedő függőhíd volt, egymérföldnyire onnan, ahol a vonatot megállították. A pályaőr szerint leomlással fenyegetett, több lánca elszakadt; lehetetlen megkockáztatni rajta az átkelést. Tehát a pályaőr cseppet sem túlzott, amikor kijelentette, hogy nem mehetnek tovább. Az amerikaiak különben is oly gondatlanok, hogy ha már egyszer óvatoskodni kezdenek, őrültség volna mellőzni az óvatosságot.”

6a00d8341c4ede53ef0192aa216741970d-800wi

A mozdonyvezető, egy Fraser nevű jenki, azonban az utasok számára meghökkentő határozottsággal mondta:

- De hisz a híd minden pillanatban leszakadhat!
- Nem fontos - válaszolta Forster. - Ha a legnagyobb sebességre állítom a mozdonyt, azt hiszem, lehet némi esélyünk arra, hogy átjutunk.

Némi vita következett, majd az utasok visszatértek a kocsikba, és izgalommal figyelték az előkészületeket.

Harsányan füttyentett a lokomotív. A mozdonyvezető visszatolta a gőzkapcsolót és körülbelül egy mérföldet hátrált a vonatával, hátrált, akár az ugró, hogy meglegyen a lendülete.

Aztán újabb füttyentés, és megint előrefelé haladtak; mind gyorsabban és gyorsabban, míg végre irtózatos volt már a sebesség, szinte mást sem lehetett hallani, mint a lokomotív nyerítését, másodpercenként húszra emelkedett a dugattyú üteme, a keréktengelyek füstöltek a zsíros perselyekben. Szinte úgy érezték, hogy a vonat, midőn óránként százmérföldes sebességgel robog, súlytalanul siklik a vágányokon. A sebesség felemésztette a súlyt.

És átjutottak! Egy villanás volt az egész. A hidat nem is látták. A szerelvény valósággal átugrott a túlsó partra, s a mozdonyvezető csupán öt mérfölddel az állomáson túl bírta megállítani fékevesztett masináját.

Niagara1

Ám alig szelték át a folyót, végleg összedőlt a híd, és hatalmas robajjal omlott a Medicine Bow forgatagába.”

Lehetséges-e, hogy „a súlyt megsemmisíti a sebesség”?

A vasúton utazók tudják,és érzékelik is, hogy a gyengébb minőségű pályaszakaszokon kisebb sebességet írnak elő a vonatok számára. Most pedig éppen a nagy sebességnek köszönhetik a megmenekülést az utasok.

Lehetséges-e ez?

Bizonyos feltételek teljesülése esetén a vonat átjuthat a hídon akkor is, ha a híd összeomlik közben. A siker titka az, hogy vonatnak nagyon rövid idő alatt kell átjutnia a hídon. Ilyen kis időtartam alatt a híd nem képes összeomlani.

Próbáljunk becslést végezni!

Egy korabeli adatokat tartalmazó írás alapján a mozdony vezérkerekének átmérője 1,3 m. A könyvben a sebesség becsléséhez ad segítséget a következő mondat: „A tolattyú 20 lökete másodpercenként 10 teljes fordulatot ad a vezérkeréknek”.  Ez azt jelenti, hogy egy másodperc alatt a vonat 10*3,14*1,3m=40,82m-t tesz meg. Ha a híd nem volt túl széles, például 10 m, akkor a vonat ¼ másodperc alatt végigszáguldott a hídon.

Leomlik-e ezalatt a híd? Ezt is meg tudjuk becsülni!

Ha már az első pillanatban omlani kezd a híd, akkor vajon mennyi a híd süllyedése az egynegyed másodperc alatt. Nem tévedünk nagyot, ha szabadesésnek vesszük a híd süllyedését.

s=1/2*g*t2=1/2*9,81 m/s2*(¼ s)2=0,31 m.

Azaz kb. 30 centimétert süllyedt a híd eleje, és ha nem egyszerre mind a két végén kezdett süllyedni, akkor amíg a híd eleje zuhanni kezdett, a túlsó vége még összeköttetésben volt a parttal. Egy rövid vonat tehát sikeresen átszaladhatott még az előtt, hogy a híd teljesen leomoljon.

Tehát a súly megsemmisítheti a sebességet, talán így értelmezhető Verne Gyula mondata!

A műben olvashatunk a vonat 100 mérföldes sebességéről is, ami viszont kétségessé teszi a történet igaz voltát, hiszen akkoriban nem voltak ilyen gyors vonatok. A fenti sebesség 160 km/h-nak felel meg, az első modern gőzmozdony, melyet Stephenson Rocket névre keresztelt, 42 km/h sebességgel tudott száguldani.

További érdekes oldalak: 

Zsigó Zsolt cikke

Csoportot ajánlunk

Kapcsolódó oldalak

Scientix A természettudományos oktatás közössége
All you need is code Minden a kódolás tanulásáról
A National Geographic A National Geographic honlapja.
Interpress Magazin Az IPM honlapja archívummal
Világtudomány.hu A magyar és nemzetközi tudományos élet hírei
Űr világ Asztronautikai hírportál