古巴火車相撞緣由初探

劉航飛　溫應(yīng)春

據(jù)古巴媒體報(bào)道，兩列運(yùn)送旅客的火車當(dāng)?shù)貢r(shí)間2009年2月8日早上8點(diǎn)半，在古巴中部卡馬圭省的錫瓦尼庫市相撞?；疖囅嘧伯a(chǎn)生較大破壞，一些車廂被震出鐵軌，造成3人死亡，93人受傷，其中部分乘客傷勢嚴(yán)重。事發(fā)時(shí)，其中一列火車從古巴首都哈瓦那出發(fā)向東駛往圣地亞哥市。另一列火車從沿海城市曼薩尼約出發(fā)向西開往哈瓦那。理論上講，這兩列火車在兩條平行的軌道行駛，不應(yīng)該撞到一起。警方正在調(diào)查事發(fā)原因。

原創(chuàng)試題

1． 由于這兩輛火車相向行駛，試根據(jù)物理知識判斷導(dǎo)致這起事故發(fā)生的原因可能是（）

A． 車速過大 B． 慣性大

C． 可能在彎道處 D． 可能是路基失修

2． 假設(shè)這起事故是某一列火車離心所致，若路基是平的，彎道處的半徑為10 km，假設(shè)火車的質(zhì)量為600 t，可以看做質(zhì)點(diǎn)（姑且這樣看待），車速是100 km/h，試計(jì)算火車對鐵軌的壓力至少多大？

3． 若兩車的速度分別為100 km/h和120 km/h，兩車質(zhì)量都是600 t，假設(shè)相撞的情景可以簡單視為正碰，碰后粘連為一體，碰撞時(shí)間為0.1 s，試求平均撞擊力有多大？

4． 若把兩車的運(yùn)動(dòng)看作是在同一軌道上的相向運(yùn)動(dòng)，假設(shè)兩車在相距100 m處時(shí)同時(shí)剎車，剎車加速度大小都是10 m/s²，兩司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間（即從司機(jī)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情到實(shí)施剎車所經(jīng)歷的時(shí)間）都是Δt，試求Δt是何數(shù)值，才能保證兩車不相撞？

5． 已知每列火車長約300 m，甲車從靜止開始做加速度為1 m/s²的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，乙車初速度為120 km/h，做加速度為1m/s²的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，兩車在筆直的鐵軌上做相向運(yùn)動(dòng)，開始時(shí)兩車相距20 m。

（1）兩車何時(shí)相遇？

（2）相遇到分離歷時(shí)多長？

（3）若甲、乙兩車的加速度大小都為10 m/s²，則從兩車相遇到分離歷時(shí)多長？