地铁是什么加速?

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首先,地铁不是“超光速”运行的! 按照目前的技术能力,人类还无法制造出超越光速的列车。(理论上说,能够达到0.1C就已经很惊人了) 因此这个问题可以简化成“如何实现高速度”。 要实现高速度,就要考虑两个因素,一个是“力”,另一个是“距离”。在地球上,我们通常用惯性系来计量运动,因此速度是有方向的。要讨论“力”的效果,就必须明确方向。而力的最大成效总是作用于物体质量的最大部分——也就是说,如果有两种力量作用在同一物体上,使得物体的运动情况发生了改变,那么作用于质量部分的力度越大,效果越明显。 所以,如果打算依靠外力来实现高速度的话,就必须得让外力的作用点,尽可能地靠近质量部分。

不过,如果打算靠加减速运行来达成目的,那就得同时考虑到质量和距离两方面。 如果速度增加,则必然涉及到力,而且是要消耗能量的。 而如果为了达到同样的终点速度,采用减速的方法,则需要消耗更多的能量。 而当终点速度相同时,采用不同的起点速度,所消耗的能量也是不一样的。从这一点上来说,先减速后加速的方案显然是不如直接加大起步速度方案的能耗低。 所以,一般情况下我们都尽可能采用直接加大起步速度的方式来获取更高的终端速度。

但直接提升速度有一个问题。如果提升的速度过快,会导致乘客不适应车内的环境,产生头晕目眩的感觉。所以,在实现高速度的同时,必须保证乘客的感受能在安全范围内。这也是目前地铁列车大多采用低峰、匀速的加减速方式的原因所在。

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这主要是指电磁驱动和电驱动, 这两种驱动方式下是没有牵引力的(因为不需要力矩). 但通过电磁场的方向控制可以施加推力从而实现对车辆的推进作用, 这个是通过线圈产生的磁场在铁屑之间形成的力来实现的(法拉第定律). 所以一般电磁驱动的速度是恒定的线性提升的, 而电机直接驱动车轮的电力驱动, 是把电能转换为动能做功的过程, 因此其有最大时速值(比如最高时速为250km/h)并会存在一个加速度过程.

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