|
我们在乘坐火车的时候，时常遇到列车开着开着往一边倾斜的情况。尤其是在列车低速运行的时候，倾斜更加明显。笔者常年混迹于各条铁路线上，经常听到有人问起这是怎么了。和列车熄灯一样，总有不明真相的小盆友把火车斜了这种事发到微博上（比如这条微博）。于是今天就来讲讲火车为什么会向一侧倾斜吧。 其实，这个问题在高中物理课本上就有讲述过。 根据牛顿运动定律（Newton's Law of Motion）之第一定律的表述 Every body perseveres in its state of rest, or of uniform motion in a right line, unless it is compelled to change that state by forces impressed thereon. 物体会保持其静止或匀速直线运动状态，除非有外力迫使改变其状态。 请注意匀速直线运动（uniform motion in a right line）这个字眼，对于某一时刻正在做匀速圆周运动的物体，其瞬时速度是沿运动轨迹的切线方向的。如果没有外力的作用（即通常所说的惯性），它将继续沿这个切线方向前进。 因此，为了保持物体做匀速圆周运动的时候，需要对其提供向心力 其中m为物体质量，ω为物体匀速圆周运动的角速度，r为圆周运动轨迹的曲线半径长度（有种写论文的赶脚） 那么对于一个拐弯的物体，这个力应该由什么提供呢？ 如果列车在一条水平的弯道上拐弯，为了保证列车的曲线运动，就不得不依靠外轨施加在轮对上的应力来提供向心力。当列车以高速运行时，根据向心力公式，需要的向心力是非常大的。作为一个很伤的火车，它表示它不想拐弯的时候顶着外轨，蹭着好难受……虽然现在铁轨的强度也比较大，但是这种转弯方式会对铁轨产生明显的挤压和摩擦，久而久之会对行车安全造成影响。 于是在铁路上，弯道都会有一个倾角。这样，通过重力、接触面对列车的应力的合力提供列车需要的向心力，就可以减小轮对与铁轨之间的挤压和摩擦。这在铁路中有个术语，叫做“超高”。 而坐在列车中的乘客，也会在转弯时随着列车发生倾斜。但很多时候我们都感觉不到这个倾斜的存在。简单的说是因为倾斜的角度加上当前的速度能够正好使乘客对座椅的应力与乘客的躯体平行，也就是从头部向下作用在座位上，因此乘客不会感觉到侧向的力，也就没有了倾斜感，只会觉得体重好象增加了一点点。 当列车速度减小，需要的向心力减小，由于列车倾角没有变化，且重力也没发生变化，就会造成人体对座椅的应力与躯体出现一个倾角，从而是人产生倾斜的感觉，而且速度越低越明显。 这也就解释了为什么列车低速通过弯道时乘客会感到列车倾斜。所以如果下一次您遇到这种情况，不要惊慌，因为这是正常现象。不妨给您身旁不明真相的乘客解释一下到底发生了什么。
题外话：723事故之后，铁路部门对全国高速铁路采取了降速这一举动。其实这是很没有必要的，因为铁路在建设时已经按照设计时速确定了超高。列车以设计速度运行，可以使列车运行达到最平稳的状态。速度一旦低下来，列车与铁轨之间的挤压与摩擦就会增大，从而造成列车倾斜与晃动，反而对运行安全造成威胁。这也是为什么现在坐高铁感觉没有以前平稳的原因。所以，正确的做法应该是恢复列车速度，这样才能使高铁更加安全，乘客的乘坐起来更加舒适。
--------------------------------------------我是寂寞蛋疼的分隔线------------------------------------------ 关注铁路发展，支持高铁计划。欢迎您支持高铁，更欢迎您对铁路的批评。 近期铁路文章 支持高铁，从普及铁路知识入手（二） 尼玛，等怎么灭了？ 支持高铁，从普及铁路知识入手（一） 四纵四横客运专线 |
|
|
来自： 联合参谋学院 > 《材料冶金建筑土木交通工程水利》
