Samspelet mellan spåret och den rullande materielen är föremål för studier av en speciell vetenskaplig disciplin som studerar de mekaniska processer som sker i den rullande materielen och i järnvägsspåret när de verkar på varandra, medan den rullande materielen och järnvägsspåret betraktas som delar av ett enda mekaniskt system (" hjul - skena "). Studiet av denna interaktion är en grundläggande fysisk process under förflyttning av vagnar , lokomotiv och tåg på järnvägar, eftersom det till stor del bestämmer så viktiga indikatorer som spårvidden, axellast, statisk last på vagnar, tågens massa och hastighet, samt tågtrafiksäkerhet. De studerar de dynamiska krafterna som verkar mellan rälsen och hjulen på fordon, stabiliteten i fordonens rörelser och deras svängningar, fordonens rörelse i kurvor , stabiliteten hos fordon på banan och stabiliteten hos banan när fordonet rör sig, deformationer och mekaniska spänningar som uppstår i samverkande strukturer.