Los trenes de alta velocidad (TAV) pueden moverse a velocidades de 350 km/h o más, sobre ruedas o por medios de propulsión más avanzados, siendo los 200 km/h el límite inferior de la alta velocidad. Los TAV se han vuelto competitivos al transporte aéreo para distancias del orden de los 500 km transportando un promedio de 350 pasajeros. No obstante, los TAV se han puesto en crítica -además de otras razones- por las enormes cantidades de energía consumidas para moverse a altas velocidades y el impacto sobre las emisiones de gases invernadero.
En este trabajo y con fines didácticos, se aborda esta discusión de un modo preliminar a través de un modelo simplificado basado en la Mecánica Newtoniana, modelando la cinemática y dinámica de un vehículo terrestre y la resistencia al avance que produce el aire a nivel del mar, donde su densidad es máxima. Otras resistencias no se consideran porque son de un orden de magnitud menor que la que ejerce el aire a altas velocidades. El modelo teórico, se presenta a los alumnos programado computacionalmente para su análisis para distintos juegos de valores de los parámetros.
Las predicciones del modelo simplificado muestran que para velocidades de 350 km/h se requiere el triple de energía –y por ende 200% más de emisiones- que para velocidades de 200 km/h, situación que se hace más visible cuando el consumo energético a lo largo de un viaje a 350 km/h se iguala al de una población de 10.300 habitantes.