图所示的是3种挖掘隧道的方法。请问,哪一条隧道是沿水平方向挖出来的?
答案是中间那一条。这条弧线上所有的点其实都与垂直线(地球半径)相垂直。而且这条弧线的曲率与地球的曲率也完全一样。所以,这条隧道才是水平的。
图 3种开掘隧道的方法,哪条是水平的?
通常大型的隧道都是按照图所示的形式建造的:沿着与地面相切的两条直线,向两端延伸。在前半段,隧道是微微向上隆起的,在后半段会向下倾斜一些。这样做有一个好处,就是水会自己流出洞口,在隧道里不会有积水存在。
如果工人严格沿着水平的方向来建造隧道,那么这么长的隧道肯定就是弧形。而且由于水不管处于隧道的哪个地方,都处于平衡状态,隧道里的水也不会流到外面去。如果这样的弧形隧道的长度超过了15千米(瑞士的辛普伦隧道就长达20千米),那么我们站在隧道这一端的入口,是看不到另一端的。因为隧道的两端比中点至少要低4米,人们的视线就会被隧道中点的顶端位置给遮住。如果隧道是沿着直线挖掘出来的,那么这条隧道就会从两端开始逐渐向中点倾斜。这样的话,水不但无法从隧道里向外流,反而会汇集到隧道的中间,因为那里是最低的部分。不过在这种情况下,人站在隧道的这一端就能看见另一端。这里所讲的内容,我们可以通过图 非常直观地看出来。由此图和上面的分析也可以看出,所有的水平线其实都是弯曲的,完全笔直的水平线并不存在,不过垂直线却总是笔直的。