Влаковете: от парата до 300 км/ч
Как парната машина задвижва първите локомотиви и как днешните бързи влакове стигат 300 км/ч.
Бип-бип, загадка от Робко: какво има колела, но не кара по път, има кабина, но няма волан, и може да е по-дълго от цяла улица? Да, влакът! А знаеш ли как е тръгнал първият?
История от живота
През 1825 г. в Англия е открита железницата Стоктън - Дарлингтън, по която тегли парният локомотив Локомоушън на инженера Джордж Стивънсън. Четири години по-късно, през 1829 г., има състезание за локомотиви и печели машината Рокет (Ракета) на Стивънсън и сина му Робърт. Хората тогава се страхували, че при такава бързина няма да могат да дишат! През 1866 г. е открита първата железница по нашите земи: от Русе до Варна. А през 1964 г. в Япония тръгва първият високоскоростен влак Шинкансен, наречен влак куршум.
Разбери го стъпка по стъпка
- Как работи парата
В парния локомотив се гори въглища и се нагрява вода. Водата става пара, която натиска бутала. Буталата движат лостове, които въртят колелата.
- Защо релси
Стоманените колела по стоманени релси се търкалят много леко, почти без съпротивление. Затова един локомотив може да тегли стотици тона товар.
- Дизел и ток
По-късно идват дизеловите локомотиви, които горят гориво като камион. Електрическите влакове получават ток от жица над релсите (контактна мрежа) и не пушат.
- Високоскоростните влакове
Бързите влакове имат остър, гладък нос, за да режат въздуха, и специални прави трасета без остри завои. Много от тях се движат с около 300 км/ч.
- Влакове, които летят над релсите
Маглев влаковете не докосват релсата: магнити ги повдигат и ги теглят напред. Така няма триене на колела и те могат да са още по-бързи.
Представи си така: Парната машина е като тенджера с капак: когато водата заври, парата повдига капака. Във влака парата натиска бутало вместо капак и то върти колелата.
- 1804Ричард Тревитик пуска първия парен локомотив по релси
- 1825Железница Стоктън - Дарлингтън, локомотив Локомоушън
- 1829Рокет на Стивънсън печели състезанието
- 1866Първата железница у нас: Русе - Варна
- 1938Парният Малард вдига около 203 км/ч, рекорд за пара
- 1964Японският Шинкансен, първият влак куршум
- 2007Френски влак TGV стига 574,8 км/ч на изпитание
- 2015Японски маглев стига 603 км/ч на изпитание
Решени примери
Защо влаковете трудно спират?
Влакът е много тежък и колелата му са гладки по гладка релса. Затова спирачният път е дълъг, понякога над километър. Ето защо при прелез винаги чакаш, дори влакът да изглежда далеч.
Защо бързите влакове имат дълъг заострен нос?
При голяма скорост въздухът натиска силно. Острият нос го разделя плавно, влакът харчи по-малко енергия и вдига по-малко шум, когато влиза в тунел.
Влак се движи с 300 км/ч. Колко ще измине за половин час?
150 км, защото за 1 час изминава 300 км, а половин час е наполовина.
Внимавай с тези грешки
- Влакът може да спре веднага, ако машинистът види човек.Тежкият влак спира след стотици метри, дори над километър. Затова никога не се играе близо до релсите.
- Всички влакове днес още вървят с пара и въглища.Днес повечето влакове са електрически или дизелови. Парни локомотиви се пускат главно за туристи и празници.
- Маглевът се движи по колела, но много бързи.Маглевът се носи над релсата с помощта на магнити, без колелата да я докосват при движение.
Задачи
Лесни
Назови 3 вида влакове според това какво ги задвижва.
Подсказка
Помисли за пара, гориво и ток.
Отговор
Парни, дизелови и електрически (а също и маглев).
Как се казва човекът, който кара влака?
Подсказка
Не е шофьор, а има специално име.
Отговор
Машинист
Средни
Линията Русе - Варна е дълга около 224 км. Ако влак се движи с 56 км/ч, за колко часа ще стигне?
Подсказка
Раздели 224 на 56.
Отговор
За 4 часа
Сравни: Рокет през 1829 г. е стигал около 48 км/ч, днешен бърз влак върви с 300 км/ч. Приблизително колко пъти е по-бърз днешният влак?
Подсказка
Раздели по-голямото число на по-малкото.
Отговор
Около 6 пъти (300 делено на 48 е около 6,25)
Трудни
Защо мислиш, че бързите влакове се нуждаят от нови, почти прави релсови линии, а не от старите криви линии?
Подсказка
Сети се какво усещаш в кола, когато взима бързо завой.
Отговор
При голяма скорост остър завой ще изхвърли пътниците настрани или влакът ще трябва силно да намали. Правата линия позволява безопасно висока скорост.
Измисли влак на бъдещето: как ще се движи, колко бърз ще е и какво ще има вътре? Нарисувай го.
Подсказка
Комбинирай истински технологии с твои идеи.
Отговор
Свободен отговор: например влак на слънчева енергия с вагон библиотека и вагон за игри.
Релси от картон
Цел: Да видиш защо колелата по гладка повърхност се търкалят по-лесно.
- Направи наклон от книга и картон.
- Пусни малка количка или топче по гладкия картон и измери докъде стига.
- Покрий картона с кърпа и пусни отново от същата височина.
- Сравни двете разстояния.
- Обсъдете защо влаковете имат гладки стоманени релси.
Накрая: Две измерени разстояния и обяснение защо по гладкото колата стига по-далеч.
Тест с точки
10 въпроса, 18 точки, оценка накрая и разбор какво да преговориш.