秋季的火車為什麼開得更慢?西瓜視頻找答案

紅螞蟻自媒體聯盟mcn 發佈 2020-06-17T12:36:50+00:00

為什麼火車可以像現在這樣行駛,又是什麼原因讓它能夠沿著兩條軌道行駛而不會脫軌,為什麼他不需要轉動輪子的方向就可以拐彎,為什麼要在鐵軌下方鋪上那麼多的石子,而不是其它看起來更方便也更加現代的東西,還有又不是在天上飛,為什麼惡劣的天氣甚至是一些特殊的季節,也會影響到貨車的行駛安全呢?

很少人沒有坐過火車,但很多人卻並不一定知道:

為什麼火車可以像現在這樣行駛,又是什麼原因讓它能夠沿著兩條軌道行駛而不會脫軌,為什麼他不需要轉動輪子的方向就可以拐彎,為什麼要在鐵軌下方鋪上那麼多的石子,而不是其它看起來更方便也更加現代的東西,還有又不是在天上飛,為什麼惡劣的天氣甚至是一些特殊的季節,也會影響到貨車的行駛安全呢?

好吧,西瓜視頻創作人科學火箭叔一一來做出解答

首先、火車車輪的形狀是比較特殊的,通常我們以為它會是一個圓柱體,在加上一個凸起的輪緣,輪緣的作用就是為了將輪子卡在兩根鐵軌之間,一邊五火車始終沿著鐵軌的方向前進,但實際上並不是這樣的。

輪緣大多數時候都根本不會碰到鐵軌,它更像是一個保險一樣,再最壞的情況下才會發生作用,儘量防止火車脫軌。當然在火車變軌的時候也是需要用到他的,我們以後可以專門來說一說,真正讓兩個車輪保持在軌道中央的是車輪與軌道的接觸面,它叫做踏面,。

而踏面並不是一個圓柱面,而是一個圓錐面,它在車輪靠里的部分要比靠外的部分更粗,這樣做的好處就是在火車自身重力的作用下,它會讓車輪自動就滑到軌道的中央來,這個叫做對沖,就是火車的舒適區一樣,儘管它會晃來晃去地,但始終就是不願意離開這個舒服的地方,實在是一個聰明的設計,如果反過來車輪是一個圓柱面,即使有輪緣的卡位,似乎也無法阻止火車晃出道。

其次、火車之所以可以順利的拐彎,圓錐型的車輪也是必需的配置,當火車轉向時,由於離心力的作用會很自然的把火車往外甩,這樣就正好讓處於拐彎方向裡面的車輪處在一個直徑較小的踏面上,而外側的車輪則處在一個直徑較大的踏面上,於是相同的時間走過不同的距離,彎順利轉了過來。

看似一個很小的結構卻解決了一個大問題,不得不佩服人類在工程設計上所擁有的天賦。

馬路早就從圭路碎石路進化到漂亮的柏油馬路。怎麼在鐵軌下方的碎石子還似乎停留在幾個世紀以前,那些碎石其實是有人家的名字的,叫做道岔,而且作用還真不小,首先它可以有效地吸收上方鋪設的枕木與鐵軌,隨著火車行駛所帶來的震動與變形以便讓火車保持一個平穩運行的狀態,避免劇烈晃動。

其次則是鋪設了道砟之後,可以加強鐵路軌道的排水功能,使雨水能夠從碎石的縫隙間很快的排出,提高了行駛的安全性。最後是它的鋪設也比較簡單方便,造價便宜,維修起來也很方便,所以到了今天仍舊十分流行,只是隨著高鐵越來越普及,地位有所下降了而已。

最後一個問題,火車的行駛會受到季節的影響嗎?有可能在哪些方面受到季節的影響?說出來大家可能都不相信,它就是秋季,而為什麼是秋季?因為秋季最容易有落葉,落葉掉在鐵軌上是會影響到火車的行駛的,這就怪了。如果說有大石塊在鐵軌上容易造成火車脫軌的話,還能夠理解,樹葉是連我走路都不會關心的東西,怎麼會妨礙火車?

事實證明我們忽略了火車行駛中一個非常重要的因素:摩擦力,鐵軌金屬,火車輪金屬,兩個金屬在一起是會很滑的。你要是把汽車的輪子換成金屬的話,它估計打滑的時間都會多過前進的時間,但火車就不會,為什麼?因為它夠重為摩擦力提供了必要但卻剛剛好的壓力,這意味著要是鐵軌稍微再光滑一點的話,火車就要飄起來,而碾過去的爛樹葉就正好是天然的潤滑劑,讓火車的剎車距離比原本的增加了好幾倍,於是為了安全起見,秋季大概就是火車開得最慢的時候。

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