Üdv!

Egyszer próbáljátok ki az ívekben bedőlő ICE, vagy bármilyen más hasonló technológiával ellátott szerelvényeket. Nem semmi élmény. :-)

Cisalpino-n (ETR 470) utaztam a St. Gotthard hágón keresztül. Nagyon állat volt!
Ez ugye arról híres, hogy a vasút egy 15km hosszú alagúton megy át alatta, de az alagút előtt és után vagy 1500m szintet küzd le, sűrű spirálokat és S-kanyarokat írva le a völgyben.
Namost volt előttem egy kávé, ami minden ívben tök vízszintes volt (csak behaladáskor rezdült meg a felszíne egy kicsit), miközben a táj billegett sűrűn. Visszafele hagyományos FS kocsival jöttem. Hát az csikorgott, meg rángatott, meg kenődtem a falra. És sokkal lassabb is volt.

----

A fizikaórába hadd okoskodjak bele: A válaszok majdnem jók.

bubu88 a külső szemlélő szemszögéből írta le a dolgot, annyit pontosítanék, hogy nem (csak) a vonat dőlése csökkenti a stabilitását, hiszen egy kőkemény rugózású vonat is fölborulna. Valóban arról van szó, hogy a sín által kifejtett centripetális erő nem középen hat, hanem forgatni igyekszik a vonatot. A forgatáshoz viszont meg kell emelnie, hiszen a kerék nem tud a sín alá süllyedni. Amikor ez az emelőerő eléri a nehézségi erő nagyságát, akkor borul a vonat. A dolog teljesen analóg azzal, mintha egy szekrényt akarnál odébbrugni. Kicsit rugod, csúszik. Erősen rúgod, rádborul az egész. (A puha rugózás rosszabb stabilitása ott jön képbe, hogy ilyenkor kevésbé kell megemelni a kocsiszekrényt, mert az alja képes benyomódni, vagyis a sín ugyan nem megy lejjebb, de a kerék följebbmegy. Az elektronikus menetstabilizátor pont úgy működik, hogy a rugózást az adott pillanatban megkeményíti, így nehezebb felborulni.)
A túlemelés azt csinálja, hogy elmozdítja középről a súlypontot, ezáltal létrehoz egy ellentétes forgatónyomatékot. A kávé akkor lesz a pohárban vízszintes, ha a kettő kiejti egymást.

_szergej_ a vonatban belső szemlélőként vizsgálódik, és így könnyebb átlátni szerintem. Ilyenkor valóban arról van szó, hogy amikor a vonat elkezd kanyarodni (azaz gyorsul), Newton I. törvénye a fedélzeten érvényét veszti, hiszen nem lesz már többé inerciarendszer. Fellép a vonat vonatkoztatási rendszerében egy vízszintes irányú erő, az ún. centrifugális erő. Ez nem azonos a fenti centripetálissal, egy másik rendszerben lép fel, nem is "igazi" newtoni erő, mert nincsen ellenereje. (A centripetálisnak van, hiszen a sínre is erővel hat a vonat kereke.) De a nem inerciális mozgást végző vonaton nagyon is létező, mérhető erő. Nagyságra tényleg ugyanakkora, mint a centripetális, vagyis a rendszer oldalgyorsulásával lesz arányos.
Tehát a rendszerben két erő lesz jelen, a nehézségi erő, és a centrifugális.
A túlemelés tehát nem csinál mást, minthogy a vonat padlóját a nehézségi hatásvonalára merőleges helyett az eredő erőre állítja merőlegesre.

Kis számolással kijön a nézőponttól függetlenül ugyanaz az ideális túlemelés.

Még annyit, hogy tök mindegy, hogy mekkora a mozdony tömege, egyszerűen kiesik az egyenletekből (a második esetben látszik, az tiszta geometria). Tehát egy 300km/h-val 1km sugarú íven kanyarodó ICE pályáját pont annyira érdemes túlemelni, mint egy ugyanilyen sebességen és ívsugáron szálló repülőgépet bedönteni.