火車轉彎的學問

戰神

鐵軌是封閉的，火車輪在鐵軌內的輪緣直徑比較大，鐵軌外的輪緣直徑小，起到將火車輪限制在鐵軌內。鐵軌是彎的，火車自然就沿著鐵軌轉彎了。那么火車轉彎的向心力怎么來的呢？。靠內、外軌的高度差提供向心力，火車的速度是很大的，轉彎時需要有很大的向心力，如果沒有向心力或向心力比較小，它就不能轉彎，以致發生脫軌事故。 如果注意觀察就會發現，火車在彎道上行駛時，車廂是向里傾斜的，那里的外軌比內軌高。這就是為了給火車提供轉彎所需要的向心力，是在建筑鐵路時設計好的。外軌適當升高后，路基對車廂的支持力Fn是垂直于路面向里傾斜的，支持力Fn和車廂的重力G(方向豎直向下)的合力F沿水平方向指向鐵路轉彎處弧形軌道的圓心，這個力就是使火車轉彎的向心力，因而能使火車順利地通過彎道。由于轉彎時所需要的向心力跟火車的速度有關系，因此在設計轉彎處內外軌的高度差時必須規定火車的行駛速度，司機應使火車按照規定的速度通過彎道，才能保證行車安全。
    火車轉彎時司機只要掌握好規定的速度。由于彎道內外側軌道的長度差。內側車輪必然有與軌道少量的滑動來與外側車輪保持相同的轉角。火車彎道是按標準規定進行設計的，彎道一般較長，設計時長度差是完全控制在允許范圍之內。火車啟動時車輪也存在相似的滑動。
: @& {& l0 Y, K. |" S    火車車廂下面的兩大組金屬車輪實際是可以整體轉動的，他的學名叫：轉向架。
) G" b2 ]7 k* ^5 V" X轉向架可以進行小幅度的旋轉配合列車通過彎道,當然轉彎的大小是有限制的！！
因車輪踏面近似錐形，所以兩個車輪的滾動圓直徑不一定是一樣的，即角速度相同，
/ X( D  T  f, h0 F' B但線速度不同。還有要考慮以不同速度通過曲線，考慮曲線加寬量等問題！！

葉萬雄

圍繞向心力展開,高中時提了一下

圣騎士

高中學物理時真的學過

vicman720

新手，機電一體化專業畢業的，呵呵，學習了，還請不吝指教！謝謝

huanglinnan

還不錯  值得理解

藍草軒

新手，學習了
* x; B( }! B: J% P8 g" W非常感謝樓主的無私奉獻

KGBLXQrobin

確實道理是高中時候的學過，不過還是分析的挺專業的！~

liang2039

很明顯的中學物理常識啊！

手拉手

過去觀察到了，但沒細想過。今天收獲不小啊！

xyz10000

樓主的帖子最后說“因車輪踏面近似錐形，所以兩個車輪的滾動圓直徑不一定是一樣的，即角速度相同，
3 t, X" F) ~- a% m0 c1 b2 w0 P5 g但線速度不同。”轉彎時，列車在離心力的作用下，靠向外側鐵軌，這時外側車輪直徑大的部分工作，內側車輪則是直徑小的部分工作，同時結合鐵軌頂面兩邊低，中間高形狀，共同解決了內外鐵軌長度不同的問題。