기차는 무게가 상당히 많이 나갈텐데요. 이 육중한 기차가 코너를 돌때 쓰러지지도 흔들리지도 않는 과학적 원리는 무엇일까요?

Question

기차는 무게가 상당히 많이 나갈텐데요. 이 육중한 거대한 기차가 코너를 돌때 쓰러지지도 흔들리지도 않는 과학적 원리는 무엇일까요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

기차가 코너를 돌때 쓰러지지 않고 흔들리지 않는 과학적 원리는 관성의 법칙입니다.

기차가 일직선 운동을 하다가 코너를 돌게 되면, 기차 안에 있는 물체들은 이전에 가던 방향으로 계속 움직이려는 관성의 힘에 의해 발생하는 운동량 보존의 법칙에 따라, 코너 방향으로 힘을 받게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

선로와 기차의 설계 덕분입니다.

기차에는 중심선을 따라 설계된 최소 곡선 반경이라는 것이 있습니다. 이것은 기차의 중심선을 따라 설계할 수 있는 최소 반경을 말하는데 기차 선로의 두개 레일의 고도 차이에 따라 곡선의 최대 안전 속도를 결정합니다.

그리고 기차가 곡선을 쓰러지지 않고 빠르게 지나갈 수 있도록 곡선 안쪽으로 살짝 기울어지게 설계를 합니다. 이는 마치 오토바이가 커브를.지날 때 몸을 옆으로 눕는 것과.같은 것이죠.

즉 선로를 곡선 반경에 따라 열차의 속도를 높이도록 하고 살짝 기울어지게 설계하여 커브에서도 기차의 속도를 최소한으로 줄이며 쓰러지지 않고 통과하는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.기차가 코너를 돌 때는 관성의 법칙과 마찰력이 상호작용하여 기차의 안정성을 유지하게 됩니다. 이를 통해 무게가 많이 나가는 기차도 쓰러지지 않고 흔들리지 않고 코너를 돌아갈 수 있는 것입니다.