"Nacisk zestawu kołowego na tor" w tym zadaniu rozumiemy jako siłę, z jaką jeden zestaw kołowy (jedna oś) obciąża tor, przy założeniu równomiernego rozkładu masy na wszystkie osie.
Krok 1: rozdział masy na osie.
Lokomotywa sześcioosiowa ma 6 osi, czyli 6 zestawów kołowych. Zatem na jeden zestaw przypada masa: 120 t / 6 = 20 t.
Krok 2: zamiana masy na siłę.
1 t = 1000 kg, więc 20 t = 20 000 kg. Siła ciężkości wynosi F = m·g. Przyjmując g ≈ 9,81 m/s² otrzymujemy: F ≈ 20 000 · 9,81 ≈ 196 200 N.
Krok 3: jednostki i zaokrąglenie.
196 200 N to 196,2 kN, a ponieważ pytanie mówi "około", poprawne jest zaokrąglenie do 200 kN.
Dlaczego pozostałe wartości są błędne?
- "100 kN" wynika zwykle z błędnego dzielenia przez 12 (jakby liczono koła zamiast osi) albo z przyjęcia zbyt małego g.
- "400 kN" odpowiadałoby mniej więcej dwóm osiom naraz (podwojeniu wyniku) albo pomyleniu liczby osi.
- "800 kN" jest czterokrotnie za duże; sugeruje brak podziału obciążenia na osie lub poważną pomyłkę jednostek.
Na egzaminie warto zawsze wykonać szybkie sprawdzenie sensowności: dla 20 t na oś typowy rząd wielkości nacisku to ~200 kN (bo 1 t daje ok. 10 kN).
