列車是如何拐彎的?試從物理受力分析給予解釋?養牛90後2017-05-23 15:07:12

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火車轉彎是由鐵路內外軌高度差引起的。鐵路轉彎處,兩條

鐵軌

總是外軌高於內軌。這樣,在火車轉彎時車身會有一定的傾斜,車身的重力(豎直向下)和

鐵軌

的支援力(垂直於兩條鐵軌決定的平面向上)就會產生一個合力(指向彎道圓心)。這個合力提供了火車轉彎時所需的向心力,使得火車在彎道上做圓周運動。彎道上兩軌的高度差是根據彎道的大小決定的。而且,火車轉彎時也會有速度限制。

列車是如何拐彎的?試從物理受力分析給予解釋?牛肉麵2017-05-14 22:53:47

火車在軌道上行駛,靠機車的動力和軌道的摩擦力運動。但是火車的鐵軌不可能一直是直線的,難免要拐彎。

列車是如何拐彎的?試從物理受力分析給予解釋?

列車轉彎

全靠鐵軌

來實現,列車在鐵軌上行駛,鐵軌作用之一就是引導列車行駛方向。

車輪與鐵軌的接觸面其實並不是水平的,而是一個傾斜。輪對外側車輪半徑小,內測半徑大。

列車是如何拐彎的?試從物理受力分析給予解釋?

輪對由於慣性向外側移動,會導致外側輪軌接觸點處車輪半徑較大,內側半徑較小,這樣由於兩側車輪的半徑差,就可以使輪對完成轉向了。

右拐

↓↓

列車是如何拐彎的?試從物理受力分析給予解釋?

左拐

↓↓

列車是如何拐彎的?試從物理受力分析給予解釋?

火車在彎道上由於受到向心力,所以外側的鐵軌要比內側高,受力分析如下,F力的存在實現了火車的拐彎。

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要想順利地透過彎道,還必須靠列車的轉向架,也就是固定車輪並連在車體上的可動部分,它可以隨彎道轉動,使列車順利透過彎道。如下圖所示,四個與轉向架總成相連的大金屬鏈環懸吊起來,這些鏈環使機車可以左右搖擺,實現轉彎。

列車是如何拐彎的?試從物理受力分析給予解釋?

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另外一個要說的就是輪緣。

從切面看,火車的車輪內外側是不同的,內側會比外側長一些,這個部分叫“輪緣”,保證車輪“卡”在鐵軌上,不“出軌”,按照既定方向執行。所以,在火車轉彎時,即使,外側輪接觸靠裡,但是有輪緣卡著,火車輪一直保持在鐵軌上。

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