科學(xué)小馬三千問:小馬國的火車有多快?

??? 啊,小輻又從百忙之中來敷衍大家啦!
??? 咳咳,說正經(jīng)的,眾所周知,小馬國幅員遼闊(?你不是算著小馬國大陸只有一兩個(gè)臺(tái)灣那么大嗎??),但廣泛運(yùn)用的交通工具無非兩種:熱氣球(包括飛艇)和火車。其中,火車又可分為三種:小馬國友誼特快(蒸汽機(jī)車頭+無動(dòng)力車廂)、水晶帝國專線(流線形神秘能源驅(qū)動(dòng)動(dòng)車組)、蘋果魯薩特產(chǎn)自欺欺馬“伙”車。



??????? 今天,我們主要來討論小馬國的友誼特快,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、列車和攝像機(jī)的相對位置進(jìn)行計(jì)算會(huì)有相當(dāng)大的誤差。因此,我選擇一個(gè)便于測量而又被小馬國計(jì)量局官方欽定為恒量的數(shù)值進(jìn)行參照:列車枕木的間距——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,小馬國軌枕間距為30/3.76X6.03=48.11cm,約為50厘米。
??????? 我找到了中國實(shí)施的軌枕間距標(biāo)準(zhǔn):

??????? 沒錯(cuò),大多數(shù)都在50cm左右。這說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)簡便了:測出火車正常行駛時(shí)經(jīng)過一個(gè)軌枕間距的時(shí)間即可。但是給火車的鏡頭大多是火車減速進(jìn)站或者加速出站的,均不是正常行駛狀態(tài)。。。
??????? 不過,經(jīng)過我花了一天時(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,測算出列車正常行駛時(shí)經(jīng)過一個(gè)軌枕間距的時(shí)間約為0.1秒,也就是說,列車的工作運(yùn)行速度為秒速5公尺。換算下,大約為18km/h。
??????? emmmmmmm,這個(gè)速度對蒸汽機(jī)車來說到底是什么水平呢??
??????? 1814年英國人R.特麗克西創(chuàng)造了一輛鐵路蒸汽機(jī)車,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《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運(yùn)行時(shí)速:

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