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なんで電車は曲がれるの?→車輪が紙コップみたいな形をしているから

今回は、チコちゃんに叱られる! 拡大版SP▽電車の不思議▽カッターの刃▽植物の謎 初回放送日:2024年5月3日の番組内容を紹介。


なんで電車は曲がれるの?


今回は拡大版。






なんで電車は曲がれるの?


チコちゃん「ねぇねぇ岡村、この中で一番、乗り物が大好きなステキな大人ってだーれ?」


チコちゃん「なんで電車は曲がれるの?」





チコちゃんの答えは、「車輪が紙コップみたいな形をしているから。」



車輪が紙コップみたいな形をしているから


電車だけでなく、蒸気機関車や新幹線などの一般的な鉄道車両。


車でいうところのカーブを曲がる為のハンドルは搭載されていません。


あるのは車のアクセルにあたるマスコンハンドル、ブレーキをかけるブレーキハンドルの2つのみ。




これは新幹線でも同じです。


電車の車輪にはフランジと呼ばれるでっぱりが内側についていますが、これはレールから車輪が外れるのを防ぐ役割。


カーブを曲がる為のものとは関係ありません。


カギが「紙コップみたいな形」。


水平の車輪をゆっくりレールに転がしてみます。




すると、カーブに差し掛かった所で脱線。




次に紙コップのような傾斜がついた車輪で試してみます。




すると見事にカーブを曲がることができます。


これと同じように電車の車輪にも外側に向けて傾斜がついています。


これが電車が曲がれる理由。


紙コップは両端で直径の長さが違います。




そのため、転がる距離に違いが。




また、レールはカーブになると外側が長くなり、内側が短くなります。




車輪が水平だと外側と内側で同じ距離を転がろうとします。


そのため、レールがそれにあわなくなるので、脱線してしまうことの異なります。


これを傾斜付きの車輪に変えてみると、


直線では左右の車輪で同じような場所がレールに接しています。




これに対して、カーブになると車輪の接する位置が少しずれます。




外側のレールには長い距離を転がる車輪、内側のレールには短い距離を転がる車輪があるように。


この時の車輪は横から見るとまるで紙コップのようです。


このような車輪の形状を工夫する事でカーブを曲がることができます。


どんなコースを走るのか、路線の特徴によってその傾斜には差がつけられています。


急カーブなどが多い地下鉄の場合は傾斜が強くなります。



一方でカーブが緩やかで少ない新幹線の場合は傾斜も緩やか。


その後、番組では、日本で唯一の車輪製造工場で、製作の工程を紹介。


最後に、3人の工場で働く人からおすすめのカーブを紹介。


京都、京阪京津線逢坂山カーブ




こちらがそのカーブ




次に、JR山陽本線、瀬野駅と八本松の間




ここでは、長いレールを運ぶため、レールが曲がる様子も見れるとのこと。




レールは横方向にはよく曲がるのがわかります。



最後は、京阪本線、光善寺駅のホーム




駅自体がカーブしています。





結論


というわけで、


「なんで電車は曲がれるの?」は、


「車輪が紙コップみたいな形をしているから」


でした。




解説してくれたのは



鉄道博物館の香月良太学芸員。



鉄道博物館は、JR東日本創立20周年記念事業のメインプロジェクトとして、2007(平成19)年10月14日、さいたま市大宮に開館しました。
2018(同30)年7月には新たに南館をオープンし、本館の常設展示も全面的にリニューアルしました。このリニューアルでは、館内を車両・歴史・仕事・科学・未来の5つのステーションに分け、多彩な切り口で人と鉄道の豊かな物語を展開する博物館へと生まれ変わりました。

鉄道博物館 3つのコンセプト
日本及び世界の鉄道に関わる遺産・資料に加え、国鉄改革やJR東日本に関する資料を体系的に保存し、調査研究を行う「鉄道博物館」とします。
鉄道システムの変遷を、車両等の実物展示を柱に、それぞれの時代背景等を交えながら、産業史として物語る「歴史博物館」として位置づけます。
鉄道の原理・仕組みと最新(将来構想を含む)の鉄道技術について、子どもたちが、模型やシミュレーション、遊戯器具等を活用しながら、体験的に学習する「教育博物館」としての性格も持ち合わせます。
(Wikipediaより)




今回も最後まで読んでくれてありがとう。
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