首页 物理正文

为什么火车要在钢轨上行驶?

十万个为什么 物理 2020-10-11 48 0 | 作者:为什么 阻力滚动阻力

  当你在平滑的柏油马路上骑自行车的时候,感到很轻快,然而一到凹凸不平的碎石路上,就感到费劲,这是为什么?

  当自行车轮胎里的气打得足的时候,骑起来感到轻快,轮胎的气不足,骑起来就费劲,这又是为什么?

为什么火车要在钢轨上行驶?

  原来,这都是滚动阻力的问题。平滑的柏油马路和打足气的自行车轮胎,滚动阻力小,所以人骑在自行车上就感到轻快。因此,降低滚动阻力,是提高运输效率的一个主要关键。

  最早的火车,是用马拉的木轮车在木材做的轨条上行驶的,滚动阻力还是很大。后来,逐渐改进。一直到百多年前,蒸汽机车发明后,车轮和轨条都改用钢铁制造的,才大大地降低了滚动阻力。

  根据试验,一辆载重汽车,如果停在碎石面公路上,需要15个人才能推动它前进;而同样重量的一辆火车停在钢轨上,只要两个人就能推着它前进了。两者的滚动阻力相差7.5倍。这样,无论从节约燃料或者提高运行效率来说,两者的差别是很明显的。

  这就是火车为什么要在钢轨上行驶的主要原因之一。另外,由于火车的车身很笨重,如果火车轮子直接在石子路或水泥路上行驶,路面就会产生下陷的现象。用了钢轨和枕木等,就可以避免这种情况。

  别的还有什么原因没有呢?有的。

  铁路的两条钢轨之间有一定的距离,叫做轨距,它跟同轴的两个有轮缘的车轮的距离是相配合的。这样,通过车轮与钢轨的关系,火车就能顺着两条钢轨的方向行驶了,这也是火车要在钢轨上行驶的另一个原因。