¿Cómo evitan que las ruedas metálicas lisas de los trenes de ferrocarril se deslicen sobre las vías metálicas al acelerar, al subir cuestas y al frenar?

Las pistas lisas disminuyen el coeficiente de fricción, pero el peso del tren aumenta la reacción normal por fricción. Por lo tanto, aunque las pistas son suaves, tienen suficiente fricción.
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¿Por qué los trenes tienen ruedas de metal?

Las locomotoras contemporáneas están informatizadas. Los sistemas de propulsión y frenado están equipados con un software que controla su rendimiento en circunstancias particulares. Por lo tanto, el llamado “corte de energía” (bien conocido en los concursos de tranvías, cuando se toma la energía mientras se aplican los frenos) ya no se usa para despegar mientras está en la colina.
Las locomotoras transportan una cantidad bastante grande de arena que todavía se usa para mejorar la adhesión en condiciones de lluvia. El lijado también se activa automáticamente, tan pronto como se detecta un deslizamiento de la rueda (la detección funciona como una comparación de las velocidades del eje dentro de la unidad; el eje que gira 5% más rápido que otros está resbalando). Además, en tales condiciones, el controlador de tracción reduce la potencia de los motores de tracción (similar al control de tracción en automóviles). Una vez que el deslizamiento disminuyó, se reanuda la operación de propulsión normal.
Cuando se detecta el deslizamiento de la rueda durante el frenado (la velocidad de un eje es menor que las velocidades del eje de reposo dentro de la unidad), se activa el sistema totalmente automatizado similar al ABS en los automóviles. Ese sistema manipula cíclicamente la fuerza del freno hasta que ya no se produce el deslizamiento de la rueda. El control deslizante descrito, obviamente hace que los frenos funcionen menos. La supervisión especial de seguridad puede iniciar el frenado de emergencia cuando se calcula inminente una distancia de frenado mayor a la deseada.
Aunque hoy en día las locomotoras son mucho más avanzadas y sofisticadas en comparación con sus predecesores bastante primitivos, todavía sufren defectos en las ruedas causados ​​por condiciones de deslizamiento. Por lo tanto, la superficie de la rueda se inspecciona con tanta frecuencia y minuciosidad en todas las locomotoras, como se hizo para sus abuelos a vapor. Si bien eso no ha cambiado durante más de 150 años, la participación del ingeniero de locomotoras en el manejo adecuado del tren se ha reducido en gran medida debido a la informatización del equipo. Ahora deberían llamarse Operadores de trenes.

No sé mucho sobre motores de trenes, pero esta es una bola lenta.

Ellos no. El hecho de que resbalen es la razón por la cual los trenes no pueden subir colinas empinadas. (La pendiente para un tren es lo suficientemente baja como para que te sientas cómodo trotando). Es la razón por la que los trenes tardan tanto en detenerse. Pero la baja fricción les permite alcanzar grandes velocidades; La única fuerza opuesta que vale la pena considerar en un tren es la resistencia. La fricción de las ruedas es insignificante en comparación.

Las ruedas del tren se deslizan. Pueden bloquear el deslizamiento cuando se aplican los frenos, esto causará manchas planas en las ruedas. Si el acelerador se aplica demasiado rápido, las ruedas motrices pueden resbalar. Las locomotoras a vapor eran propensas a esto.

Un buen manejo del tren puede evitar que esto suceda.