In juli 2019 werden in Nederland af en toe recordtemperaturen van 40 °C gemeten. Plaatselijk kunnen spoorrails dan in de zon nog veel warmer worden, wel 70 °C. Een stuk spoor van 130 m (de langste spoorstaaf in Nederland) kan dan flink veel langer worden, zo meldt de Gelderlander op 26 juli.
a) Zoek op wat de (lineaire) uitzettingscoëfficiënt van staal is.
12 . 10-6 per graad.
b) Zoek ook op wat dat getalletje in de praktijk betekent.
Dat elke meter staal 12 . 10-6 meter uitzet als de temperatuur 1 °C stijgt. 130 meter staal zal dan 130 keer zo veel uitzetten.
Het spoor is ontworpen voor temperaturen van ongeveer 20 °C. Als de temperatuur daar fors van afwijkt, ontstaan er problemen.
c) Bereken met jouw opgezochte waarde hoe lang een stuk rail van 130 m dan kan worden, als het staal van de rails een temperatuur van 70 °C bereikt.
Uitzetting = oorspronkelijke lengte x uitzettingscoëfficiënt x temperatuursverandering = 130 x 12 . 10-6 x 50 = 780 . 10-4 m = 7,8 cm.
d) Wat zal het effect zijn van de uitzetting, als de rails niet goed gelegd zijn?
Je krijgt een kronkelig spoor. In het ergste geval springt de rail kapot. De trein kan vastlopen of zelfs ontsporen.
