മിനുസമാർന്ന ഇരുമ്പ് പാളങ്ങളിലൂടെ ആയിരക്കണക്കിന് ടൺ ഭാരമുള്ള ട്രെയിനുകൾ മണിക്കൂറിൽ നൂറും അതിലധികവും കിലോമീറ്റർ വേഗതയിൽ പായുന്നത് നാം എന്നും കാണുന്ന കാഴ്ചയാണ്. റബ്ബർ ടയറുകൾക്ക് റോഡിലുള്ളതുപോലെയുള്ള ഗ്രിപ്പോ പിടുത്തമോ ഒന്നും തന്നെ പൂർണ്ണമായും ഇരുമ്പിൽ തീർത്ത ട്രെയിൻ ചക്രങ്ങൾക്കില്ല. എന്നിട്ടും മഴയത്തും മഞ്ഞത്തും വളവുകളിലുമൊന്നും ഈ കൂറ്റൻ ട്രെയിൻ വഴുതിപ്പോകാത്തതും കൃത്യമായി ട്രാക്കിലൂടെ തന്നെ മുന്നോട്ട് കുതിക്കുന്നതും എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് എപ്പോഴെങ്കിലും ആലോചിച്ചിട്ടുണ്ടോ? ഒറ്റനോട്ടത്തിൽ ലളിതമെന്ന് തോന്നുമെങ്കിലും വലിയൊരു ഭൗതികശാസ്ത്ര തത്വമാണ് ഈ അത്ഭുതത്തിന് പിന്നിലുള്ളത്.
ട്രെയിൻ ചക്രങ്ങളും പാളങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ഘർഷണം (Friction) അഥവാ ഫ്രിക്ഷൻ തന്നെയാണ് ഇവിടെ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നത്. സാധാരണക്കാർ കരുതുന്നത് പോലെ ട്രെയിൻ ചക്രങ്ങൾ പൂർണ്ണമായും സിലിണ്ടർ ആകൃതിയിലുള്ളതല്ല. പകരം, അവ നേരിയ തോതിൽ കോൺ ആകൃതിയിലാണ് (Conical shape) നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. അതായത് ചക്രത്തിന്റെ ഉള്ളിലെ അഗ്രത്തിന് പുറംഭാഗത്തേക്കാൾ വലിപ്പം കൂടുതലായിരിക്കും. ട്രെയിൻ ഒരു വളവ് തിരിയുമ്പോൾ അല്ലെങ്കിൽ പാളത്തിന്റെ ഒരു വശത്തേക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ, കറങ്ങുന്ന ചക്രങ്ങളുടെ വ്യാസത്തിൽ ഉണ്ടാകുന്ന ഈ വ്യത്യാസം കാരണം ട്രെയിൻ സ്വയം ദിശ ക്രമീകരിക്കുകയും ട്രാക്കിൽ നിന്ന് തെന്നിമാറാതെ കൃത്യമായി നടുവിലായി തന്നെ ഓടുകയും ചെയ്യുന്നു.
കൂടാതെ, ട്രെയിനിന്റെ ഭീമമായ ഭാരവും ഇതിലൊരു പ്രധാന ഘടകമാണ്. ഭാരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ചക്രങ്ങളും ഇരുമ്പ് പാളവും തമ്മിൽ സമ്പർക്കത്തിൽ വരുന്ന ചെറിയ ഭാഗത്ത് ഉണ്ടാകുന്ന അമർത്തൽ ശക്തി (Normal force) വർദ്ധിക്കുന്നു. ഇത് ഘർഷണം കൂട്ടി ചക്രങ്ങൾക്ക് ശക്തമായ പിടുത്തം നൽകുന്നു. എന്നാൽ കനത്ത മഴയുള്ളപ്പോഴോ ഇലകളും ചെളിയും വീണ് പാളങ്ങളിൽ വഴുവഴുപ്പ് ഉണ്ടാകുമ്പോഴോ ചക്രങ്ങൾ കറങ്ങിപ്പോകാനുള്ള (Wheel slip) സാധ്യതയുമുണ്ട്. ഇതിനെ പ്രതിരോധിക്കാൻ ആധുനിക എഞ്ചിനുകളിൽ വളരെ രസകരമായ ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. അപകടകരമായ രീതിയിൽ വഴുക്കൽ അനുഭവപ്പെട്ടാൽ എഞ്ചിനിൽ പ്രത്യേകമായി ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള ബോക്സുകളിൽ നിന്ന് ‘മണൽ’ (Sand) പാളങ്ങളിലേക്ക് വിതറുന്ന ‘സാൻഡിങ്’ (Sanding) എന്ന രീതിയാണിത്. ഇത് ചക്രത്തിനും പാളത്തിനും ഇടയിൽ പെട്ടെന്ന് ഘർഷണം കൂട്ടുകയും ട്രെയിൻ വഴുതിപ്പോകുന്നത് തടയുകയും ചെയ്യുന്നു.
മാത്രമല്ല, ട്രെയിൻ ബ്രേക്ക് ചെയ്യുമ്പോഴും ഈ ഘർഷണം നിർണായകമാണ്. പാളത്തിൽ നേരിട്ട് ബ്രേക്ക് അമർത്തുന്നതിന് പകരം ചക്രങ്ങളുടെ കറക്കം പതുക്കെയാക്കുന്ന തരത്തിലാണ് എയർ ബ്രേക്കുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ട്രെയിനിന്റെ അമിത ഭാരവും പാളങ്ങളും ചക്രങ്ങളും തമ്മിലുള്ള കൃത്യമായ ഘർഷണാത്മക ബന്ധവും (Steel-on-steel friction) ഒത്തുചേരുമ്പോൾ എത്ര വലിയ വേഗതയിലും സുരക്ഷിതമായി യാത്ര ചെയ്യാൻ റയിൽവേയ്ക്ക് സാധിക്കുന്നു. നമ്മൾ നിസ്സാരമെന്ന് കരുതുന്ന ഒരു ഇരുമ്പ് ചക്രത്തിന് പിന്നിൽ നൂറ്റാണ്ടുകളുടെ എഞ്ചിനീയറിംഗ് മികവാണ് ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്നത് എന്ന് ചുരുക്കം.
