열차는 어떻게빨리달려도 탈선이 쉽게 안되는건가요?

Question

가끔가다보면 열차가 속도를 빨리달리면 부웅 뜰수도있어서 탈선이 이루어질만도 한데 어떻게 철도레일을 벗어나지않고 잘달릴수있나요? 과학적인 관점에서 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

열차가 빠르게 달리더라도 탈선이 쉽게 일어나지 않는 이유는 여러 가지가 있습니다. 그 중 가장 큰 이유는 열차가 운행되는 철도의 구조와 열차의 구조입니다.

철도의 구조에서는 레일이 땅과 수평에 가깝게 놓여 있으며, 레일과 바퀴 사이에는 압력과 마찰력이 발생합니다. 이 압력과 마찰력이 열차를 안정시켜주고 탈선을 방지합니다. 또한 철도의 커브 부분은 곡선으로 설계되어 있어, 열차가 곡선을 따라 이동할 때 중력에 의한 외력이 발생하여 열차를 안정시켜줍니다.

열차의 구조에서는 바퀴와 레일이 밀착되는 부분이 있습니다. 바퀴와 레일이 밀착되면 마찰력이 발생하여 열차를 안정시켜주고 탈선을 방지합니다. 또한 열차의 중심부에는 집중 질량이 있는 엔진이나 발전기 등이 있어, 집중 질량이 높아서 열차가 탈선하기 어렵습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.열차는 기차선을 따라서 진행하게 되는데, 기차선은 곡선이나 경사면 등 열차가 운행하기 적합한 지형을 선별하여 건설합니다. 이렇게 건설된 기차선 위를 열차가 운행하므로, 운행 중에 열차가 경사면이나 곡선에서 더 안정적으로 움직일 수 있도록 합니다.

Answer 3

안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.

열차가 탈선하지 않는 이유는 열차의 바퀴가 레일을 감싸는 방식으로 운행하기 때문입니다. 레일은 열차 바퀴에서 받은 하중을 침목과 도상으로 전달해 열차가 탈선하지 않고 잘 달릴 수 있게 하는 역할을 합니다.

Answer 4

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

사실상 탈선을 방지하기 위해 여러 가지 안전장치 덕분입니다.

가장 자주 보셨을 장치는 철도차량 일탈방호시설이라는 철도안전시설물입니다. 이 시설은 콘크리트 궤도 중앙에 설치되어 열차 탈선 시 차량을 좌우로 제어하여 열차의 궤도 이탈을 막습니다.

또한 차축발열 검지장치(HBD)는 차축의 온도를 검지하여 과열로 인한 차축 파손을 예방하고 지장물 검지장치(ID)는 낙석 등 선로 내 이상물질 침입 시 자동 검지하여 차내신호에 의하여 열차를 정지시킵니다.

게다가 오늘처럼 비가 오는 날에는 기상 검지장치(METEO)가 급격한 기상조건 악화를 검지하여 강우량, 풍속량, 적설량을 관제실 전송, 탈선하지 않도록 해줍니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

그이유는 기차의 바퀴는 매우 안전하게 설계되어있는데, 그 비밀은 바퀴의 모양에 있습니다.기차바퀴는 안쪽으로 갈수록 두꺼운 형태를 하고 있습니다.그 이유는 바퀴가 지름이 작은 쪽으로 굴러가려고 하는 성질이 있기 때문입니다.이것은 어떤 물건을 들 때, 손잡이를 양쪽으로 벌려서 운반하는 것이 더 안정적인 것처럼 양쪽으로 잡아당기는 힘이 생겨서 균형을 유지하게 되는 것입니자.이렇게 균형이 유지되면 어느 한 쪽으로 바퀴가 밀려나더라도 다시 중앙으로 되돌아가려는 복원력이 작용합니다. 그래서 구불구불한 레일에서도 안정적으로 달릴 수 있는 것입니다.