¿Por qué un tren grande hace temblar el suelo?

Trabajo en un edificio de 4 pisos que tiene aprox. 150 pies de distancia de un conjunto de vías de tren. Cuando pasa un tren de carga grande (más de 40 vagones), el temblor en el edificio es perceptible. Como he visto pasar el tren, no parece haber ningún movimiento de lado a lado y la velocidad es constante. ¿Qué está causando exactamente las vibraciones en el suelo? ¿Es simplemente el recorrido del tren sobre cada segmento de la vía? Seguramente el tren en sí no está "rebotando" a lo largo de la vía con suficiente transferencia de energía para hacer temblar el suelo, ¿verdad?

¿La pista probablemente usa durmientes (madera u hormigón) en lugar de tener un soporte continuo?
@MSalters tiene razón, señor.

Respuestas (4)

Hay un buen artículo exactamente sobre este tema en este archivo PDF .

Resumiendo del artículo: la vibración surge porque la vía no es completamente lisa y las ruedas del tren no son perfectamente circulares. A medida que el tren se mueve a lo largo de la vía, el resultado es una fuerza oscilante en cada contacto rueda/vía, y esto se transmite al suelo en cada contacto traviesa/suelo. Es esta fuerza la que sacude el suelo.

Me estoy perdiendo el cruce explícito entre dos segmentos, que parece (para mí) la cosa clave que sientes cuando estás en un tren. Además, si los segmentos tuvieran longitudes de números primos diferentes, ¿el 'problema' sería menor? :) ¿O debería simplemente asegurarse de que las longitudes de los segmentos y las longitudes de los automóviles no coincidan (hasta cierto punto)? Los autos similares deben tener una longitud de 7 y los segmentos de la pista deben tener una longitud de 17.
¿Pensé que la mayoría de las vías del tren eran continuas en estos días? Obviamente, si vive cerca de un conjunto de puntos, habrá cruces y vibraciones asociadas, pero ni una sola vez en un área de velocidad alta o incluso media.
No lo sé. Supuse que había un centímetro o dos entre cada segmento para permitir la expansión debido al clima cálido. Y también por el claro ritmo del ruido, que parece más lento que la frecuencia de las ruedas giratorias.
He visto los rieles cerca de los cruces retroceder más de 5 cm aquí. Esto es suficiente para explicar el sonido rítmico y la vibración cuando pasa el tren, porque las frecuencias coinciden.
Si está cerca de un TGV, es notable la POCA vibración que hay, si el equipo va "lentamente" a 100 mph más o menos.
@JohnRennie, la mayoría de los rieles (en el Reino Unido de todos modos) ahora son continuos como usted dice: sueldan las longitudes juntas, y en lugar de expandirse, todo está bajo compresión/tensión la mayor parte del tiempo.

Con la pregunta del durmiente confirmada, estoy bastante seguro de que sé lo que sucede. amigo mío escribió su tesis sobre las vibraciones del carril.

Básicamente, el riel se hunde entre los durmientes. No mucho, normalmente, pero la flacidez es bastante periódica. John Rennie acertó en la suposición básica de que los rieles no son rectos, pero el problema de las ruedas probablemente no cause vibraciones de la tierra: las ruedas están desfasadas entre sí. (Sin embargo, son ruidosos. Los trenes modernos tienen ABS por este motivo). Pero ese hundimiento periódico de los rieles sobre el durmiente, excitado por el paso del tren, se acumulará. Esas vibraciones harán que la tierra tiemble.

Las vías modernas de alta velocidad se están trasladando a lechos de vías sin balasto, sin esas traviesas. Los trenes rebotan mucho más a 250 km/h que a 25 km/h. Aun así, los holandeses no pueden hacer circular su tren de alta velocidad a 300 km/h; las vibraciones harían que el lecho de la vía se hundiera en el suelo fangoso.

Interesante. Una exageración obvia sería la forma en que un puente oscilante se hunde y se eleva cuando una persona lo cruza, pero asumo que es un concepto similar, ¿no?
Una persona solo tiene dos piernas. Pero a un ejército que marcha se le ordena que camine normalmente sobre los puentes por la misma razón, sí: el ritmo de la marcha puede provocar las mismas vibraciones.
Ah, pero ¿y si una persona tuviera TRES piernas? ¡Oh espera, este no es el sitio de filosofía ! Lo siento ;)

De acuerdo con mi investigación sobre las vibraciones de los trenes que pasan, los puntos planos en las ruedas del tren pueden ser causados ​​por las paradas de los trenes que patinan. Este punto plano provoca vibraciones. La falta de inspección y mantenimiento de los rieles puede causar vibraciones.

Tenemos trenes sin vibraciones, así que tiendo a creer que nuestros problemas de vibración son causados ​​por ruedas defectuosas. Debido al hecho de que algunos de los trenes más pesados ​​que pasan no causan vibraciones, nuevamente, creo que las vibraciones se deben a ruedas defectuosas. Los trenes recogen carga de muchas compañías y, por lo tanto, de esas compañías tienen poco o ningún mantenimiento. Me parece que necesitamos algún tipo de alianza que haga obligatoria la inspección de ruedas.

Dado que no se dispone de información "suficiente", sólo se puede hacer conjeturas. Supongo que la resonancia "más probable" es lo que está causando la percepción. La longitud, la altura, el ancho y la composición del edificio y su distancia de las vías determina su frecuencia de oscilación "natural" y la longitud y la velocidad del tren deben crear una oscilación que coincida estrechamente con la frecuencia del edificio (o sus armónicos), de modo que las vibraciones del pequeño tren se amplifican hasta el punto de sentirse en el edificio. Para saber si este es el caso, debe haber una longitud de tren que cause la sacudida "más notable". Más largo o más corto que esto, debería producir un temblor menos perceptible.