Het tweede verschil is het gelijkteken in plaats van kleiner dan of gelijk. Dit betekent dat de wrijvingskracht constant is zolang het object glijdt; deze is niet meer gelijk aan de uitgeoefende kracht. Dat betekent dat de nettokracht niet nul is. Duw harder op de stoel door te rennen en de stoel zal versnellen.
Laten we teruggaan naar dat touwtrekken. De bestuurder rechts heeft nu een idee: in plaats van zijn motor te laten draaien, geeft hij gas om een statische wrijvingsinteractie met de rails te behouden. Langzaam en gestaag. De man links geeft de vloer – en wat gebeurt er? Zijn wielen draaien en hij krijgt een kinetische wrijvingskracht. Welnu, statische wrijving verslaat kinetische wrijving, dus de juiste trein wint!
Dit zou ook werken als de trein aan de linkerkant wat zwaarder is. Het is dus mogelijk dat een treinlocomotief auto’s trekt die groter zijn. Maar wacht! Er is een nog belangrijker factor: een rijdende treinwagon rolt en glijdt niet. Het wiel raakt op één punt de rail en rolt vervolgens door naar een ander punt op het wiel. Dit is de magie van wielen: voor de auto’s die worden gesleept, bestaat er niet langer elk wrijving met de rails.
Maar er moet ergens kinetische wrijving zijn, en dat is inderdaad zo: tussen de wielassen en de auto zelf. Om te kunnen draaien, moet de as langs een oppervlak in de behuizing glijden dat hem op zijn plaats houdt. Maar met rollagers en smering, Mk kan enorm worden verlaagd, van 0,56 voor droog staal op staal tot zoiets als 0,002.
Nu zijn we aan het praten! Zo kan een locomotief een lange trein auto’s met een veel grotere massa trekken. De motor trekt vooruit met behulp van staal-op-staal statisch wrijving, die behoorlijk hoog is (0,74), waardoor hij een goede tractie heeft. En de auto’s hebben een resistieve kinetische wrijvingskracht met een coëfficiënt die ordes van grootte kleiner is.
Enkele extra trucs
Toch zorgt dat enorme gewicht van 10.000 ton voor een zeer hoge normaalkracht, ongeveer 100 miljoen Newton. En onthoud: statische wrijving is hoger dan kinetische wrijving. Dus zelfs als je een trein in beweging kunt houden, kun je hem misschien niet op gang krijgen.
Daarom hebben treinen een truc die ‘slack action’ wordt genoemd. Als je ooit in de buurt van een trein bent geweest terwijl deze in beweging kwam, heb je waarschijnlijk een hoop gekraak gehoord dat langs de rij auto’s beweegt. De reden is dat de verbinding van de ene auto naar de volgende los zit. Dus wanneer de locomotief de eerste wagen trekt, blijft de tweede wagen stilstaan totdat de speling verdwenen is. Met deze truc kan de locomotief één wagon tegelijk in beweging krijgen en deze toevoegen aan de groep rijdende wagons. Best slim!
Nog een laatste leuk ding. Er is nog een ander type wrijving dat rolwrijving wordt genoemd. Dit zie je bij een vrachtwagen met rubberen banden: Onder het gewicht van het voertuig worden de banden aan de onderkant plat. Dus wanneer de vrachtwagen rijdt, worden de banden voortdurend vervormd en keren ze terug naar hun juiste vorm. Door dit buigen worden de banden opgewarmd, en waar warmte is, is er energieverlies. Omdat er energie wordt bespaard, betekent dit dat de wielen langzamer gaan rijden en dat de vrachtwagen meer brandstof moet verbranden om zijn snelheid te behouden. Treinen daarentegen hebben heel weinig rolwrijving, omdat hun stalen wielen nauwelijks vervormen. Dit maakt treinen een energiezuiniger vervoermiddel.
Je ziet dus dat het inderdaad mogelijk is dat een locomotief een aantal wagons trekt die meer massa hebben. Je hoeft alleen maar een beetje natuurkunde te gebruiken.
