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趣味几何学:坡度标志与铁路标牌的计算方法

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-3 坡度标志这些钉着小木牌的矮桩就是“坡度标”。图中右侧的坡度标上写着这就是说前边的55米距离中,每一米铁轨升高或下降了6毫米。坡度标的含义大家都懂了,那么铁路上标牌的相邻两个点之间的高度差很容易就能计算出来。但要把这些坡度标志换成度数也是很简单的。题:沿着铁路路基往前走,起点处有一个坡度标,上面注着:在行走的过程中又经过了几个坡度标:① 0.000是指这段路线系水平,没有坡度。

趣味几何学:坡度标志与铁路标牌的计算方法

走在铁路路基上时,经常能看到一标示着千米数的里程标,还有一些矮桩,上边还斜钉着一些小木牌,木牌上写着一些让人看不懂的数字(图4-3)。

图4-3 坡度标志

这些钉着小木牌的矮桩就是“坡度标”。例如图中左边的牌子上,数字0.002代表的是此处的铁路坡度(木牌的倾斜标示着坡向)是0.002,也就是说这一段路的铁轨每1米就会升高或降低2毫米。下面的数字140表示这段路的坡度会延续140米的距离长度,到那个地方后,会有新的坡度的标志牌。图中右侧的坡度标上写着这就是说前边的55米距离中,每一米铁轨升高或下降了6毫米。

坡度标的含义大家都懂了,那么铁路上标牌的相邻两个点之间的高度差很容易就能计算出来。第一块木牌上的高度差为:

0.002×140=0.28米,

第二块木牌上的高度差为:

0.006×55=0.33米。

铁路路基的坡度数值在实际工作中并不是用度这个单位来计算的。但要把这些坡度标志换成度数也是很简单的。比如AB(图4-3)是铁路线,BC为点A和点B的高度差,那么铁路线AB和水平线AC间的坡度比例为由于角A非常小,所以可以把AB和AC看成是一个圆的半径,而BC则是这个圆的一段弧[1],如果BC的值知道了,那么就可以计算出A角就非常简单了。比如坡度为0.002,那么当弧长为半径的时,角度则为1°(图4-3);那么与半径的0.002的弧长相符的角度是多大呢?假设这个角度为x,列出比例式:

所以x=0.002×57≈0.11°

也就是说,这个角度约为7′。

在铁路上,只允许有角度非常小的坡度。一般铁路规定最大的坡度不能超过0.008,把它换算成度数就是0.008×57,小于。在外高加索的山区铁路坡度破例允许达到0.025,也就是1°。

这样微小的坡度我们是觉察不出来的,一个徒步行走的人,他脚下地面的坡度只有超过时才会有所感觉,换算成度数是。(www.xing528.com)

如果你沿着铁路线走几千米,把经过的坡度标都一一记录下来,就能根据这些数据计算出,你走的这段路坡度升高或降低了多少,进而计算出你的起点和终点之间的高度差。

题:沿着铁路路基往前走,起点处有一个坡度标,上面注着:在行走的过程中又经过了几个坡度标:

① 0.000是指这段路线系水平,没有坡度。

你在下一个坡度标前停下脚步,那么你一共走了多远距离,你路过的第一个坡度标和最后一个坡度标间的高度差是多少?

解:走过的路程

153+60+84+121+45+210=673米

你随铁路路基升高的高度:

0.004×153×0.001 7×84+0.003 2×121≈1.15米

降低的高度:

0.004×210=0.84米

你在终点比起点高出:

1.15-0.84=0.31米=31厘米。

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