22 czerwca 2024 r. odbył się pierwszy z cyklu wykładów o fizyce na kolei, w ramach projektu „Materia i energia, czyli fizyka na kolei”, który Stacja Muzeum organizuje wspólnie z Oddziałem Warszawskim Polskiego Towarzystwa Fizycznego.
Wykład „Pociąg do fizyki! Czyli o nauce na kolei słów kilka” nie tylko odkrył przed jego uczestnikami tajemnice działania pociągów, ale także wprowadził ich w świat podstawowych zasad fizyki. Dzięki pokazom i eksperymentom mogli oni zobaczyć, jak te zasady działają w praktyce i jak wpływają na codzienne technologie. Była to świetna okazja, by nauczyć się fizyki w interaktywny i angażujący sposób.
Oto kilka zagadnień, które były poruszane podczas wykładu:
1. Dlaczego pociągi nie potrzebują opon?
Pociągi poruszają się po szynach stalowych, a ich koła nie mają opon w przeciwieństwie do większości pojazdów drogowych. Wynika to z kilku powodów:
Niskie tarcie toczenia: Stalowe koła poruszające się po stalowych szynach generują znacznie mniejsze tarcie niż gumowe opony na asfalcie. To pozwala na efektywniejsze przenoszenie napędu i mniejsze zużycie energii.
Wytrzymałość: Stalowe szyny i koła są bardziej wytrzymałe na zużycie, co jest kluczowe przy dużych obciążeniach generowanych przez pociągi.
Pociągi poruszają się po szynach stalowych, a ich koła nie mają opon w przeciwieństwie do większości pojazdów drogowych. Wynika to z kilku powodów:
Niskie tarcie toczenia: Stalowe koła poruszające się po stalowych szynach generują znacznie mniejsze tarcie niż gumowe opony na asfalcie. To pozwala na efektywniejsze przenoszenie napędu i mniejsze zużycie energii.
Wytrzymałość: Stalowe szyny i koła są bardziej wytrzymałe na zużycie, co jest kluczowe przy dużych obciążeniach generowanych przez pociągi.
2. Czy pociąg mógłby jeździć „do góry nogami”? To pytanie prowadzi do omówienia zjawisk przeciążenia grawitacyjnego, siły odśrodkowej oraz… lewitacji! Wiemy że żaden ze współczesnych pociągów nie może jeździć do góry nogami, ponieważ nie byłby w stanie przeciwstawić się działającej na niego sile grawitacji. Wspólnie spróbujemy jednak znaleźć rozwiązanie tego problemu, odpowiedzi szukając w fizyce magnetyzmu.
3. Dlaczego pociąg stuka podczas jazdy?
Charakterystyczny stukot pociągu podczas jazdy jest spowodowany przez kilka czynników ale najważniejszym z nich są łączenia szyn. Ich odpowiednia konstrukcja zapewnia możliwość jazdy pociągu w każdych warunkach temperaturowych bez obawy o wykolejenie. Tutaj poszukamy odpowiedzi odwołując się do termodynamiki i zagadnienia rozszerzalności cieplnej ciał.
Charakterystyczny stukot pociągu podczas jazdy jest spowodowany przez kilka czynników ale najważniejszym z nich są łączenia szyn. Ich odpowiednia konstrukcja zapewnia możliwość jazdy pociągu w każdych warunkach temperaturowych bez obawy o wykolejenie. Tutaj poszukamy odpowiedzi odwołując się do termodynamiki i zagadnienia rozszerzalności cieplnej ciał.
4. Jak wykonać „chemiczną ciuchcię”?
Silnik parowy niewątpliwie był jednym z najbardziej przełomowych wynalazków w transporcie i przemyśle. Obecnie wycofane z regularnego ruchu lokomotywy parowe, wciąż zachwycają nie tylko entuzjastów kolejnictwa. „Chemiczna ciuchcia” to eksperyment, który przybliża nam nieco pojęcie reakcji egzoenergetycznych i pokazuje jak efektownie wytworzyć parę wodną, która była obecna w ruchu kolejowym przez niemal 200 lat.
Silnik parowy niewątpliwie był jednym z najbardziej przełomowych wynalazków w transporcie i przemyśle. Obecnie wycofane z regularnego ruchu lokomotywy parowe, wciąż zachwycają nie tylko entuzjastów kolejnictwa. „Chemiczna ciuchcia” to eksperyment, który przybliża nam nieco pojęcie reakcji egzoenergetycznych i pokazuje jak efektownie wytworzyć parę wodną, która była obecna w ruchu kolejowym przez niemal 200 lat.
