[Introduction] [Système Physique] [Train passif] [Train actif] [Bilan]
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QU'EST-CE QUE LA FORCE CENTRIFUGE?
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En ligne droite, le passager comme le train subissent une seule force : P=mg. |
En ligne courbe, le passager comme le train subissent deux forces : P=mg + une force centrifuge F=ma . Le train a donc tendance comme le montre la flèche jaune à se coucher vers l'extérieur de la voie . Le train doit donc ralentir pour ne pas dérailler. Quant aux passagers, leur confort diminue. |
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=> Toujours en ligne courbe, le train est maintenant sur un plan incliné, c'est-à-dire que les 2 rails ne sont pas à la même hauteur . On remarque aisément que le train subit les mêmes forces , mais que cette fois-ci , la somme de ces 2 forces (Flèche bleue) est parallèle à l'axe du train. La rame inclinée n'est attirée ni vers l'intérieur de la voie ni vers l'extérieur. Quant aux passagers, ils ne subissent qu'une force verticale que l'on peut assimiler à la force de leur poids. Leur confort est optimal. |
Pour compenser cette force centrifuge, il suffirait d'incliner la voie. Cette inclinaison est l'angle formé par la verticale et la direction de la somme des vecteurs soit alpha=a/g et la masse n'intervient pas dans l'angle de celle-ci car on peut remarquer que la masse est une variable dans l'expression des 2 forces (P=mg et F=ma). Celui-ci ne dépend donc que de g et de a. Or g est une constante (accélération de l'apesanteur) , l'angle d'inclinaison ne dépend donc que de l'accélération. (a=v²/R ) |
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| L'inclinaison des rails pour compenser l'accélération centrifuge est malheureusement impossible. (En effet, on ne peut faire varier l'angle d'inclinaison qui doit dépendre de la vitesse.) Si un train circule lentement ou pire s'il est arrêté (en cas de panne par exemple) dans une des courbes inclinées, il tomberait vers l'intérieur de la voie (l'accélération étant nulle). L'utilité du système pendulaire apparaît donc maintenant : au lieu que ce soit la voie qui provoque l'inclinaison, c'est le train lui-même qui se penche selon le principe du schéma ci-contre. La voie a une pente de 6°(Limite d'angle permettant le maintien d'un train à l'arrêt ) et l'inclinaison manquante (appelée insuffisance de dévers pouvant aller jusqu'à 8°) est assurée par le système pendulaire du train. |  |
>> Article complémentaire: Approche mathématique de la courbe des voies ferrovières (Article de presse)
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Train passif] [ Chapitre 4:
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