Original:http://www.uh.edu/engines/epi2703.htm



№ 2703
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПОЕЗД

Эндрю Бойд

Сегодня скольжение сползает. Университет Хьюстонского инженерного колледжа представляет серию о машинах, которые заставляют нашу цивилизацию работать, и о людях, чья изобретательность их создала.

У меня замечательная идея. Роберт Хук сначала предложил это сэру Исааку Ньютону, и о нем с тех пор никто не говорил об этом.

Представьте себе что можно вырезать тоннель из Хьюстона в Даллас - прямой тоннель длиной около двухсот миль. Стоя на входе в Хьюстон, мы увидим, что туннель слегка наклоняется вниз; Около трех градусов - очень пологий склон. Автомагистрали между штатами не считаются крутыми, пока они не вдвое больше. Стоя у выхода в Далласе, мы также увидим туннель, который идет под уклон с тем же наклоном - вверх, если мы выходим из него.

Фотографии houston dallas

Вот что мы будем делать. Мы проедем железнодорожный путь через туннель. Поскольку туннель спускается под уклон, нам не нужен двигатель, чтобы поезд начал движение на станции в Хьюстоне. Мы можем позволить гравитации работать. Сила тяжести заставит поезд ускорить спуск до середины туннеля, и в этот момент он будет замедляться, когда он поднимется на другой конец. И благодаря сохранению энергии она остановится, как только она прибудет в Даллас. Мы путешествовали из Хьюстона в Даллас, используя только гравитационную энергию.

Поезд maglevфотография

В самой его глубине тоннель находится в полутора милях под землей. В самый быстрый момент поезд едет со скоростью пятьсот миль в час. И сколько времени мы едем? Чуть больше сорока двух минут.

Что произойдет, если мы построим более длинный туннель, скажем, из Хьюстона в Париж? Туннель круче и глубже, достигая до 750 миль ниже поверхности Земли. Поезд также ездит быстрее, с максимальной скоростью более 10000 миль в час - быстрее, чем ускорение пули. И когда мы путешествуем? Удивительно, но точно так же, как поездка из Хьюстона в Даллас - сорок две минуты. Фактически, промежуток времени между любыми двумя точками на земле оказывается совершенно одинаковым.

Фотографии houston paris

Нетрудно понять, почему идея продолжает расти. К сожалению, быстро наметились инженерные реалии.

Земная кора очень тонкая. Мы не можем сделать туннель через то, что находится под ним. Так что о самом длинном туннеле, который не прорывается под земной корой, приведет нас, скажем, с одной стороны Техаса к другой. И этот туннель уже будет гораздо глубже, чем самые глубокие шахты в мире, создавая всевозможные технические проблемы. Но сопротивление трения и воздуха - еще большие препятствия. Наши математические абстракции принимают эти проблемы. На самом деле они значительно замедлят поезд. Нам понадобится двигатель, чтобы вернуть нас на поверхность, и поездка займет гораздо больше сорока двух минут даже при использовании нашей лучшей технологии.

Тем не менее, гравитационные поезда пробуждают наше воображение. И это - то, где гениальные идеи свободны процветать.

Фотографии поездов

Я Энди Бойд из Университета Хьюстона, где мы заинтересованы в том, как работают творческие умы.

(Тематическая музыка)


Поезд иллюстрация

Примечания и ссылки:

Гравитационный поезд. С веб-сайта Википедии : http://ru.wikipedia.org/wiki/Gravity_train . Доступ открыт 29 марта 2011 года.

Гравитационное решение. С веб-сайта Университета Пердью: http://www.math.purdue.edu/~eremenko/dvi/gravsol.pdf . Доступ открыт 29 марта 2011 года.

Математика: Везде в 42 минуты. Журнал Тайм. 11 февраля 1966 г. См. Также: http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,842469,00.html .

Особая благодарность иллюстратору и слушателю Engines Fredric Winkowski за иллюстрацию гравитационного поезда. Фотография этого поезда находится на веб-сайте Министерства транспорта США. Все остальные картины принадлежат Э.А. Бойду.



Двигатели нашей изобретательности Copyright © 1988-2011 Джон Х. Ленхард.