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三达书院

星空大讲堂(第41期)——从物理角度探秘高铁时代

时间:2020年05月23日 信息来源:本站原创 作者:sanda 编辑:sanda 【字体:


       铁路是中国的动脉,是通往全国各地的桥梁,现如今高铁是我们出行最常用的交通工具,但是大家对它又了解多少呢? 5月22日15:00,三达书院邀请到公共课教学部张勇老师以录播的方式来为大家从物理角度探秘高铁时代。
       活动伊始,张老师联系寒假以来发生的疫情,与同学们聊到一些寒假生活的方方面面,比如居家期间父母对自己的态度转变、网课期间同学们的一些表现等,以此来拉近师生间的距离;紧接着,张老师结合电影《铁道游击队》及生活经历,来介绍中国铁路的发展,为蒸汽机车、内燃机车、电路机车、高铁动车组四个发展阶段。

星空大讲堂(第41期)——从物理角度探秘高铁时代
图一

       今天的高铁有“和谐号”和“复兴号”,与实现中华民族伟大复兴的中国梦也有着密不可分的关系。高铁由下到上可以拆分为轨道、动车、电网三部分,无缝钢轨在高温天气下受热膨胀,没有伸展的缝隙,就会导致钢轨扭曲变形;老师又从物理角度为同学们说明了解决热胀冷缩控制的方法:一是选择合适的钢轨锁定时的轨温,又称“零应力轨温”,规定把长轨条始端和终端就位于轨枕承轨台上的轨温平均值作为施工锁定轨温;二是适宜的扣件,不同型的阻力是不同的。

星空大讲堂(第41期)——从物理角度探秘高铁时代
图二

       没有方向盘的动车是如何转弯的呢?张老师结合动车弯道运动的向心力产生过程,阐释了铁路外轨超高设计的意义,并在中间穿插平面和3D动画演示动车转弯的实质,剖析车轮踏面和钢轨接触点的位置的变化过程,联系生活实际介绍了轮周牵引力和粘着力的关系,解释动车牵引力和运行阻力的由来,带领大家利用牛顿定律具体计算了动车加速度的数量级。讲到这里,飞机加的是什么油和中欧班列如何在铁路轨距不同的条件下到达欧洲这两个问题也能迎刃而解了。

星空大讲堂(第41期)——从物理角度探秘高铁时代
图三

       生活中处处有物理,经过张老师从物理角度对高铁的阐释,令同学们更好的探索生活中的物理世界,从中培养了学生勤于钻研、乐于学习的情怀,并讲述中国铁路发展的不平凡历程,展现出我国伟大的中国梦,唤醒了同学们的爱国情。

撰稿:刘心如


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