機関車はどうして貨物列車を引っ張る事ができる？

質問

以前から素朴な疑問として感じていた事があります。

貨物列車なんですが、蒸気やディーゼル、あるいは電気などを動力とする機関車が先頭となって長い列車を引っ張りますよね。

特殊な状況は別として、平地を走る貨物列車の場合は、大体１台の機関車で引っ張っていると思います。

長い場合だと数十両の列車編成になりますが、その総重量は数百トンから場合によっては千トン超になるんでしょうか　・・・　最近のコンテナは軽いでしょうが、タンク車とか重量物運搬車の場合は相当な重量になるように思います。

この超ヘビー級の貨物列車を引っ張る機関車の重量は重くても１００トン前後でしょうか　・・・

この程度の車重しかないわけですから、ちょっと考えると、「発車オーライ」 と前進しようとしても、どう頑張っても、あまりの重さで機関車の動輪がレール上で空回りするだけのように思うのですが、なぜ前進できるのでしょうか？

機関車のパワー ＞ 貨物列車の全重量
機関車の動輪がレール上で発生する摩擦力 ＞ 貨物列車の全摩擦力

この２点がクリアしないと１ｃｍも動く事は無いように思えるのですが　・・

回答No.1

miracle3535 · ベストアンサー

良くこの素朴な疑問に気が付かれましたね。
発車の時に「ガタガタガタガチャーン」と音がしているのに気が付きませんでしたか。
連結部分に少し遊びがあり、発車のときにこの遊びの部分で音が出ます。
抵抗で一番大きいのは静止物を動かす瞬間です。一度動くと動摩擦力は小さくなります。
従って、初めの車両から１車両ずつ動いていくから、長い車両を機関車は引っ張ることができます。
最近の電車にはこの「遊び」部分がないので発車時に「ガタガタガシャーン」はありません。
動力車が多いためです。
国鉄ＯＢの父に昔この事を聞かされました。

お礼

有難うございました。
ふ～む、連結器の「遊び」が大きな要素になっているんですねえ。
考えると、セ～イノ、で一気に発車するのではなく、連結器がガチャン、ガチャンと鳴りながら徐々に前進して行っていると思います。
このシーンが大事なんですね。

でも次の謎なんですが、連結器って蒸気機関車が発明された時から存在したわけではないように思うのですが、もしそうだとすると、当時はどうやって発車していたんでしょうね。　ちょっと気になりました。

回答No.3

binba

No.２です。

一生懸命回答を書いているうちに、正解が先に出てました。
むだ投稿ですみませんでした。ｍ(_ _)ｍ

お礼

むだ投稿なんて、とんでもない。
同じ内容でも解説の仕方で理解度が変わると思います。
とても感謝しています。

回答No.2

binba

専門家ではありませんが、面白そうなので私なりに考えてみました。

貨車は何十台あっても、一体になっている訳ではなく、
ジョイント（正式名称が分かりません）で繋がってますよね。

機関車が、自分だけ動く力があれば、すぐ後の貨車１台目とのジョイントの遊び距離だけ動きます。
そのジョイント部は、かませた形になっているので、
機関車が動くと貨車１台目にも、力が伝わります。
その引っ張られる力で貨車１台目が貨車２台目とのジョイントの遊び距離だけ動けば、
同様に、貨車２台目にも力が伝わります。
そうして順々に、後の貨車に力が伝わって、ジョイントの遊び距離分だけ動くのだと思うのです。
ホンの少しでも動き始めれば、慣性で動き出すと思うのです。
スピードを上げるときも同様だと思います。
停まる時も、そうやってジョイント部で力が伝わっていうのではないかと思います。

と言うことで、全貨物列車分の合計で考えずに、機関車の自走力だけの力と、
貨車同士をつないでいるジョイント（正式な名前が分かりませんが）の強さで
何十台でも何百台でも動かせるのだと思います。

お礼

有難うございました。
やはり連結器の存在が大きな要素になっていたんですねえ。
でも１００両近くの編成になると、ガッシャン、ガッシャンと続けていって、あまりの長さでリズムが狂い、エネルギーが後方に伝わらなくなって、逆に途中で止まってしまう事はないのかなと感じてしまいました。
その時には、また最初の貨車から１台づつ、ガッシャン、ガッシャン、とやるんでしょうか　・・