はじめに
本記事では、鉄道模型工学の概念を解説するためのPythonコードを紹介します。
参考リンクまとめ
Pythonコード
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定数
a = 30.05
b = -39.213
# 電圧の範囲（仮定）
voltages = np.linspace(0, 5, 100) # 電圧を0Vから5Vの範囲で100点生成
# 車速（km/h）を計算
speeds_kmh = a * voltages + b
# 車速を秒速（m/s）に変換
speeds_ms = speeds_kmh / 3.6 # 1 km/h = 1/3.6 m/s
# プロット
plt.figure(figsize=(8, 6))
plt.plot(voltages, speeds_ms, label='Speed (m/s)', color='b')
plt.title('Speed vs Voltage')
plt.xlabel('Voltage (V)')
plt.ylabel('Speed (m/s)')
plt.grid(True)
plt.legend()
plt.show()
結果
import numpy as np
# 仮定するパラメータ設定（それらしい値を使用）
w1 = 12 # 駆動輪の軸荷重 (N)
w2 = 8 # 従動輪の軸荷重 (N)
theta_deg = 5 # 傾斜角度 (度)
theta_rad = np.deg2rad(theta_deg) # ラジアンに変換
# 全車両重量
W0 = w1 + w2
# レールからの抗力
f1 = w1 * np.cos(theta_rad)
f2 = w2 * np.cos(theta_rad)
# 出力（プリント風）
print("===== 鉄道模型工学 計算プリント =====")
print(f"駆動輪の軸荷重 w1 = {w1} N")
print(f"従動輪の軸荷重 w2 = {w2} N")
print(f"傾斜角 θ = {theta_deg} 度")
print("-----------------------------------")
print(f"(1) 全車両重量 W0 = w1 + w2 = {W0:.2f} N")
print(f"(2) レールからの抗力 f1 = w1 * cosθ = {f1:.2f} N")
print(f"(3) レールからの抗力 f2 = w2 * cosθ = {f2:.2f} N")
print("===================================")
結果