Movimento su rotaia
Gli elementi che condizionano la marcia di un veicolo su rotaia sono fondamentalmente lo sforzo del gancio di trazione, il peso per asse dei veicoli e l'aderenza tra cerchio e rotaia.
Lo sforzo del gancio di trazione è un dato di progetto ed è regolato dalle norme di unificazione ferroviaria U.I.C. (Union Internationale des Chemin de fer) che hanno stabilito uno sforzo massimo pari a 30 tonnellate.
Il peso per asse dei veicoli è un elemento che vincola sia il peso totale del treno e la distribuzione di quest'ultimo su tutti gli assi, sia la progettazione del tracciato. Anch'esso è stabilito dalla U.I.C. che vi ha attribuito un valore intorno alle 20 tonnellate.
L'aderenza invece non è un dato normativo ma un fenomeno fisico, quindi soggetto a possibili cambiamenti. L'aderenza risulta  quindi essere l'elemento "condizionante" dell'intero sistema dal momento che i rotabili per muoversi sfruttano l'aderenza tra cerchio e rotaia.
Gli sforzi di trazione richiesti e la velocità sono aumentati nel corso degli anni e il problema dello sfruttamento dell'aderenza a tutte le velocità ha assunto una notevole importanza. In linea di principio il fenomeno viene regolato attraverso formule fisiche.

Generare il movimento
Nel funzionamento pratico lo sfruttamento massimo dell'aderenza si richiede solo nelle fasi di avviamento e frenatura del veicolo. Il cuore di tutto il sistema è il motore stesso, cioè l'ingranaggio capace di generare il moto.
All'inizio dell'era ferroviaria il moto era generato da un motore che sfruttava il vapore, poi, con il progresso si è cominciata a sfruttare l'elettricità (motori elettrici) e il gasolio (motori diesel).

Il tracciato
Il tracciato costituisce l'elemento funzionale della sede ferroviaria: è formato semplicemente da una successione di tratti rettilinei raccordati da curve e da tratti in piano alternati da tratti in pendenza.
I due fattori che principalmente determinano la possibilità di utilizzazione di una linea sono i valori dei raggi di curva e delle pendenze. Il carico rimorchiabile su una linea da un dato mezzo a una certa velocità si definisce "prestazione di una linea", mentre il "grado di prestazione" sta ad indicare la resistenza specifica al moto, dovuta a curve e a pendenze.
Ogni amministrazione ferroviaria stabilisce una tabella nella quale figurano tutti i gradi di prestazione relativi alla propria rete ed una scala di categorie di velocità dei treni.

Marcia in curva
Per contrastare la forza centrifuga alla quale i veicoli sono soggetti, si provvede a sopraelevare la rotaia esterna, in modo da creare una componente dell'azione del peso del veicolo uguale e contraria alla forza centrifuga.
La marcia in curva è caratterizzata anche dalla rigidità delle ruote sull'assale, dal momento che sono un corpo unico. Tutte le ruote sono in acciaio e sono saldate sull'assale (calettate), pertanto ruotano alla medesima velocità.
Durante la marcia in curva la ruota interna e quella esterna si muovono su cerchi di rotolamento diversi, dando così origine a uno strisciamento tra ruota e rotaia. Questo inconveniente è risolto effettuando sul profilo del cerchione una conicità verso l'esterno di 1/20 (anche la rotaia ha un angolo di inclinazione verso l'interno con un valore pari alla conicità del cerchio). La conicità del cerchio serve anche ad assicurare l'assetto del veicolo durante la marcia in rettilineo, cioè una posizione centrale sull'asse del binario.

Marcia su tratti di pendenza
La pendenza consiste in una salita o in una discesa; più la salita è accentuata, più la macchina arranca sui binari.
Lungo un un tracciato più la pendenza è elevata, meno si può sfruttare la potenza di un veicolo. La pendenza massima adottata sulle linee di recente costruzione non supera l'8 per mille.

Moving on tracks
The elements that condition the march of a vehicle on track are fundamentalally the effort of the traction hok, the weight for axis of the vehicles and the adhesion between wheel and track.
The strain of the traction hook is a plan data and is regulated from the norms of railway unification U.I.C. (Union Internationale des Chemin de fer) which have established the maximum effort to 30 tons.
The weight for axis of the vehicles is an element that bind both weight of the train and distribution of these on all axles, and even the planning of the track. It is established from the U.I.C. that has attributed a value around the 20 tons.
The adhesion is not a normative data but a physical phenomenon, therefore subject to possible changes. The adhesion turns out to be "the conditioning" element of the entire system from the moment that the rolling stock, in order to move, use of the adhesion between wheel and track.
The strains of traction demands and the speed are increased during years and the problem of the adhesion at all speeds has assumed a remarkable importance. Principally the phenomenon is regulated through physical formulas.

Generating the movement
In the practical operation the maximum exploitation of the adhesion is demanded only during starting and braking. The heart of all the system is the very motor, that is the gear which generate the motion.
In the beginning of railways the motion was generated by a motor that took advantage of steam, then, with the progress it has begun to take advantage of the electricity (electric motors) and the diesel oil (motor diesels engine).

The route
The route constitutes the main element of the railway: it is formed simply from a succession of rectilinear features joined together from curves, and features in plan alternated from features in slope.
The two factors that mainly determine the possibility of use of a line are the values of the radius of curve and the slopes. The maximum load on a line pulled by a certain stock at a certain speed is called "performance of a line", while the "degree of performance" is to indicate the specific strength to motion, due to curves and slopes.
Every railway administration establishes a table in which they figure all the relative degrees of performance of the own railway and a scale of categories of speed of the trains.

March along bends
In order to contrast the centrifugal force which the vehicles are subject, is provided to lift the external track, to contrast the action of the weight of vehicles.
The march along curves is even characterized by the rigidity of wheels on the axle. All the wheels are in steel and are welded on the axle, so, they roll at the same speed.
During the march along curves, the inner wheel and external wheel moves on various circles of tumbling, giving origin to a creeping between wheel and track. This disadvantage is resolved carrying out on the profile of the wheel an outward conicity of 1/20
(the track has also a rake towards the inside with an equal value to the conicity of the wheel). The conicity of the wheel also serves to assure the order of the vehicle during the march in rectilinear, that is a center position on the axis of the railway.

March on slope
The slope consists in an ascent or a descent; more the climb is emphasized, more the machine limps on the tracks. Along a route more the slope is elevated, less can be taken advantage of the power of a vehicle. The adopted maximum slope on the lines of recent construction does not exceed 8/1000.

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