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火車沒有方向盤,為什麼能拐彎?

火車沒有方向盤,但它可以拐彎是因為火車的輪軌結構以及車輪的運動原理。透過改變車輪與軌道的相對位置,火車可以實現轉向和拐彎。

輪軌結構:火車的輪軌結構是實現轉向的關鍵。軌道是固定的,而火車的車輪則沿軌道移動。軌道的內側有一個較小的曲率半徑,使得火車在此處能夠改變方向。這種軌道設計使得車輪能夠沿著彎道轉動,並引導火車沿著預定的路徑行駛。

車輪運動原理:火車的車輪是固定在軸上旋轉的。每個車輪上都有一個叫做踏面的凸起部分,它與軌道接觸並提供牽引力。當車輪進入曲線軌道時,內側的車輪比外側的車輪走得更短一些,因為內側的曲率半徑較小。這會導致車輪的轉動速度有所差異,產生側向力。側向力作用於火車的車身,將火車推向曲線的內側,從而實現轉向和拐彎。

輔助機構:火車還配備了輔助機構來幫助轉向。這些機構包括轉向架和橫向穩定裝置。轉向架可以使車輪在曲線上旋轉,以適應曲線的半徑和角度。橫向穩定裝置可以保持車輪在執行過程中的穩定性,防止脫軌。

需要指出的是,火車在轉向時需要一定的空間和時間。較小的曲率半徑和更急劇的轉彎會增加轉向的困難,因此在設計軌道時需要考慮到火車的轉向能力。

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