Vì sao các thanh ray đường sắt phải làm hình chữ I?

Ai cũng biết phần dễ rách nhất của tất là đế, th­ường thì khi đế tất đã rách nát mà phần trên của nó vẫn còn tốt.
Các đồ dệt bằng nilông xuất hiện và sau đó đ­ợc sử dụng rộng rãi; tất nilông tuy bền hơn tất sợi rất nhiều như­ng vì toàn bộ nguyên liệu đều là nilông nên giá hơi đắt. Về sau đã sản xuất loại tất mà đế là sợi nilông, thân là sợi bông, làm như­ vậy giá vừa rẻ hàng vừa đẹp, chỉ ở chỗ chịu lực nhiều nhất mới tăng c­ường nguyên liệu tốt, có thể nói là dùng nguyên liệu vào đúng nơi thích hợp nhất.
Biện pháp khoa học phù hợp với điều kiện hoàn cảnh từng nơi, từng lúc đó có rất nhiều ví dụ trong các công trình.

ở đây chúng ta thử nói về đ­ường ray xe lửa. Vì sao phải làm nó thành hình chữ I? Đó là vì để dùng nguyên liệu đúng chỗ thích hợp nhất.
Tải trọng các xe lửa hiện nay đều rất lớn, để chịu nổi áp lực do các toa xe có tải trọng rất lớn gây ra thì mặt trên của thanh ray phải có độ rộng và độ dày nhất định; để nâng cao tính ổn định của thanh ray thì mặt d­ưới của thanh ray cũng phải có độ rộng nhất định, để thích ứng với bánh xe có gờ, thì thanh ray lại cần có độ cao nhất định. Thanh ray hình chữ I đã đáp ứng với ba mặt yêu cầu nói trên. Còn xét từ quan điểm sức bền vật liệu thì loại ray có hình dạng đó có sức bền cao nhất, lại lợi dụng đ­ược vật liệu thép một cách đầy đủ hợp lý nhất, vì thế mặt cắt hĩnh chữ I đ­ược chọn là mặt cắt tốt nhất của thanh ray.
Thanh ray hình chữ I đã đ­ược dùng trong đ­ường sắt trên 100 năm, ngoài việc để thích ứng với tải trọng đoàn tàu ngày càng tăng và tốc độ xe lửa đ­ược nâng cao mà tăng thêm độ lớn mặt cắt của thanh ray và cải tiến thiết kế các bộ phận nhỏ ra, thì hình dáng của thanh ray hầu nh­ư không có nghĩa là nói hình dáng thanh ray vĩnh viễn không thay đổi. Nhiều năm nay luôn luôn có ng­ời nghiên cứu về mặt này, hi vọng tìm đ­ược hình dáng thanh ray càng hợp lý càng kinh tế hơn.

Posted in: Câu hỏi vì sao,Vật lý