Ландшафт подчиняется железной дороге: ей высоко — гору срывают или делают тоннель, низко — делают насыпь. На главном ходе Транссиба — 15 тоннелей, на параллельных — еще десяток (в том числе самый длинный, семикилометровый тоннель под Амуром). Почему поезда ходят только по прямой?
Рельсы и колеса поезда стальные. Между двумя гладкими стальными деталями почти нет трения. Оно в разы меньше, чем между шинами автомобиля и дорожным покрытием. Оно даже меньше, чем между кожей и стеклом. Тем не менее, сцепление между колесом и рельсом довольно крепкое и позволяет поезду двигаться вперед. Все потому, что огромная масса локомотива или вагона ложится на очень маленькую площадь соприкосновения колес и рельсов.
Чтобы сдвинуть поезд с места, нужно приложить силу, способную преодолеть силу трения, вес поезда и аэродинамическое сопротивление. На плоскости это вполне выполнимо, и поезда развивают серьезные скорости и тянут внушительные грузы. Но как только поезд начнет подъем в горку, изменится распределение веса, уменьшится сила трения, и колеса начнут прокручиваться на месте.
Не прибегая к помощи рук, человек способен преодолевать уклоны в 75 градусов и даже чуть круче — правда, это даётся с большими усилиями. Автомобиль легко преодолеет 30-градусный подъем. Поезд же, двигающийся по гладким рельсам, может преодолеть наклон максимум 2 градуса.
Иногда даже маломощный паровой локомотив можно заставить прогуляться вверх по холму, просто увеличив массу вагона: такое часто проделывают на железнодорожных ярмарках. Балласт создает дополнительное трение и, разогнавшись, поезд иногда преодолевает небольшие подъемы.
Другой способ заставить поезд двигаться вверх – оснастить рельсы и колеса зубьями, по принципу шестеренки. Когда такой поезд едет по рельсам, он похож на две шестерёнки бесконечного радиуса. Самая крутая зубчатая железная дорога Pilatusbahn проложена в Швейцарии. Ее максимальный уклон достигает 48%. И выглядит это очень впечатляюще:
Видео: MIND-HUNTER
По материалам портала «Популярная механика»