TẠI SAO TẦU HOẢ PHẢI CHẠY TRÊN ĐƯỜNG RAY?
Bạn nhất định đã từng đi tầu hoả. Các toa xe dài dằng dặc được sắp xếp ngay ngắn, nhanh chóng chạy đến những nơi xa xôi trên đường ray sắt thẳng. Nhưng bạn đã từng nghĩ rằng tại sao tầu hoả phải chạy trên đường ray chưa?
Khi bạn đi xe đạp trên đường bằng sẽ cảm thấy rất nhẹ nhàng, nhưng khi đi trên đường đá gập ghềnh liền cảm thấy tốn sức; Khi hơi trong lốp xe căng, bạn đạp cảm thấy rất nhẹ và khi hơi bánh xe non thì đi xe sẽ rất tốn sức. Đó là tại sao?
Thì ra đó chính là vấn đề lực cản. Những con đường bằng và lốp xe căng làm giảm đi lực cản, do vậy người ngồi trên xe đạp cảm thấy tương đối thoải mái. Do vậy giảm lực cản là một vấn đề then chốt để nâng cao hiệu quả vận chuyển. Tầu hoả sớm nhất là tầu dùng bằng bánh xe gỗ chạy trên đường ray làm bằng gỗ, do vậy lực cản của nó rất lớn. Cho đến hơn một trăm năm trước, sau khi phát minh ra động cơ hơi nước, bánh xe và đường ray đều được chuyển sang làm bằng sắt mới làm giảm đi rất nhiều lực cản. Dựa vào thực nghiệm, một chiếc xe tải nếu như dừng trên đường đá vụn phải cần 15 người mới đẩy được xe đi; Mà một các tầu hoả có cùng trọng lượng, khi dừng trên đường ray trơn và bằng phẳng thì có thể chỉ cần hai người cũng có thể đẩy được nó tiến lên phía trước. Rõ ràng là khi chạy trên đường ray, không chỉ làm tầu hoả tiết kiệm được lượng lớn năng lượng mà còn nâng cao được hiệu quả vận chuyển.
Ngoài ra, do trọng lượng của tầu rất nặng, nếu bánh xe trực tiếp chạy trên đường đá, đường xi măng sẽ làm mặt đường sinh ra hiện tượng lõm xuống. Dùng ray sắt và tà vẹt gỗ có thể làm giảm cường độ áp lực nặng của xe với mặt đường. Mà giữa hai thanh ray của đường sắt có một khoảng nhất định, được gọi là khoảng cách đường ray. Khoảng cách đó và khoảng cách của bánh xe tầu hoả là như nhau. Như vậy thông qua quan hệ cố định giữa bánh xe và đường ray, tầu hoả có thể chạy theo hướng của hai thanh ray, đây cũng là một nguyên nhân khác của việc tầu hoả phải chạy trên đường ray.
