科學(xué)小馬三千問(wèn):小馬國(guó)的火車(chē)有多快?

??? 啊,小輻又從百忙之中來(lái)敷衍大家啦!
??? 咳咳,說(shuō)正經(jīng)的,眾所周知,小馬國(guó)幅員遼闊(?你不是算著小馬國(guó)大陸只有一兩個(gè)臺(tái)灣那么大嗎??),但廣泛運(yùn)用的交通工具無(wú)非兩種:熱氣球(包括飛艇)和火車(chē)。其中,火車(chē)又可分為三種:小馬國(guó)友誼特快(蒸汽機(jī)車(chē)頭+無(wú)動(dòng)力車(chē)廂)、水晶帝國(guó)專(zhuān)線(流線形神秘能源驅(qū)動(dòng)動(dòng)車(chē)組)、蘋(píng)果魯薩特產(chǎn)自欺欺馬“伙”車(chē)。



??????? 今天,我們主要來(lái)討論小馬國(guó)的友誼特快,它究竟有多“特快”呢?
??????? 為了研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度,我們必須尋找一個(gè)參考系。
??????? 以列車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的背景作為參考是不現(xiàn)實(shí)的,不了解參照物、列車(chē)和攝像機(jī)的相對(duì)位置進(jìn)行計(jì)算會(huì)有相當(dāng)大的誤差。因此,我選擇一個(gè)便于測(cè)量而又被小馬國(guó)計(jì)量局官方欽定為恒量的數(shù)值進(jìn)行參照:列車(chē)枕木的間距——軌枕間距。

??????? 我們找到了這張M6與鐵軌平行站立的圖片進(jìn)行參考。

??????? 在之前的專(zhuān)欄中——我們得出了“小馬的頭可近似作為直徑30cm的球(SKR)處理”的結(jié)論。我們以此為量綱進(jìn)行計(jì)算:


??????? 我們可以算出,小馬國(guó)軌枕間距為30/3.76X6.03=48.11cm,約為50厘米。
??????? 我找到了中國(guó)實(shí)施的軌枕間距標(biāo)準(zhǔn):

??????? 沒(méi)錯(cuò),大多數(shù)都在50cm左右。這說(shuō)明我們的估算基本正確。
??????? 好啦,有了參考系,我們進(jìn)行計(jì)算就相當(dāng)簡(jiǎn)便了:測(cè)出火車(chē)正常行駛時(shí)經(jīng)過(guò)一個(gè)軌枕間距的時(shí)間即可。但是給火車(chē)的鏡頭大多是火車(chē)減速進(jìn)站或者加速出站的,均不是正常行駛狀態(tài)。。。
??????? 不過(guò),經(jīng)過(guò)我花了一天時(shí)間,一集一集的尋找,終于在機(jī)緣巧合下于一個(gè)視頻里發(fā)現(xiàn)了這樣的完美鏡頭:

??????? 好啦,我們素材全部收集完畢,測(cè)算出列車(chē)正常行駛時(shí)經(jīng)過(guò)一個(gè)軌枕間距的時(shí)間約為0.1秒,也就是說(shuō),列車(chē)的工作運(yùn)行速度為秒速5公尺。換算下,大約為18km/h。
??????? emmmmmmm,這個(gè)速度對(duì)蒸汽機(jī)車(chē)來(lái)說(shuō)到底是什么水平呢??
??????? 1814年英國(guó)人R.特麗克西創(chuàng)造了一輛鐵路蒸汽機(jī)車(chē),她的運(yùn)行時(shí)速約為8km/h。而小輻從他最喜歡的隨筆作家EB懷特(就是寫(xiě)《夏洛的網(wǎng)》的那個(gè))的隨筆集《重游緬湖》里找到了1905年北美鐵路公司的客車(chē)運(yùn)行時(shí)速:

??????? 大約為45~56km/h。
??????? 也就是說(shuō),小馬國(guó)的蒸汽機(jī)車(chē)相當(dāng)于19世紀(jì)前中葉水平。依此我們可以對(duì)小馬國(guó)的工業(yè)水平進(jìn)行更加具體的分析。本期專(zhuān)欄就到這里啦~我是小輻,咱們下次再見(jiàn)~