Le ruote dei veicoli ferroviari sono calettate sull’assile e quindi ruotano l’una rispetto all’altra sempre con la stessa velocità angolare, ovvero compiono lo stesso numero di giri nell’unità di tempo.

I piani di rotolamento dei cerchioni si sviluppano su superfici troncoconiche con le basi volte verso l’interno del binario. (fig. a)

L’inclinazione dei lati è pari a 1/20, cioè procedendo dalla base verso l’apice del cono il profilo decresce di un millimetro in altezza per ogni venti millimetri di spostamento. In conseguenza a questo le ruote presentano una circonferenza esterna minore di quella interna. In curva le due ruote devono percorrere distanze diverse, poiché poggiano ciascuna su rotaie aventi raggi di curvatura diversi. Per effetto della forza centrifuga che si manifesta in curva la sala montata tende a spostarsi verso l’esterno. Il punto di contatto della ruota esterna viene a trovarsi su una circonferenza di rotolamento maggiore mentre quello della ruota interna su una circonferenza di rotolamento minore. (fig. b,c) In virtù di questo la ruota esterna, pur compiendo gli stessi giri di quella interna, produrrà una percorrenza maggiore, realizzando così l’effetto differenziale.