如果你曾经沿着铁轨的路基走过,肯定看到过标有千米数的路标,但是你看见过图所示那样的牌子吗?上面的数字又代表什么意思呢?
图 铁轨路基上的路标。
其实,图中的牌子是铁路上的“坡度标志”。先来看一下图中左边的指示牌,图中上面的0.002的意思是,在这一路段上铁路的坡度是0.002,也就是说,在这段路中,每隔1000毫米,路轨会抬高或降低2毫米。下面的数字140的意思是,在这段路上140米的范围内,路轨的坡度都是0.002。到了140米尽头,会有另一个指示牌表明下一段路上的坡度。右边的指示牌表示,在前方55米,每1000毫米,路轨会抬高或降低6毫米。
学会了读“坡度标志”,就可以通过上面的数值计算出两个标志之间铁轨的高度差了。比如,对于左边的指示牌,高度差是:
0.002×140=0.28(米)
对于右面的指示牌,高度差是:
0.006×55=0.33(米)
从这里可以看出,铁路上的坡度大小不是用度数来表示的。但是,我们可以把它换算成度数。在图中,我们假设AB是铁轨,BC是点A和点B之间的高度差,那么铁轨AB对于水平线AC的坡度就是
。从图中可以看出,角A很小,所以可以把AB和AC看成一个圆的半径,BC看作这个圆上的一段弧。由坡度
的大小,就可以计算出角A的大小了。
回到题目中,如果坡度是0.002,我们知道,当弧长正好是半径的
时,这个角等于1度。这里的半径是0.002,我们用x表示这个角的大小,那么,可以得到下面的比例关系:
所以,x=0.002×57≈0.11°
也就是大约7′。
实际上,铁路线上所允许的坡度是极小的。一般来说,这个坡度都要小于0.008。如果把它换算成度数,也就是0.008×57≈0.5°。也就是说,铁路的坡度的极限是0.5°。也有一些铁路,由于地形的原因,把这个坡度极限改为了0.025,如果换算成度数,就是1.5°左右。
对于这么小的坡度,我们是根本感觉不到的。如果是步行,只有当脚下路面的坡度大于
的时候,我们才能感觉得出来。如果换算成度数,就是
,也就是大约2.5°。
如果我们沿着铁路走很远的距离,比如,几千米,并把这段路上的所有坡度标志抄下来,那么我们就可以根据这些坡度,计算出这段路总的起伏情况,也就是起点和终点的高度差。
【题目】在一段铁路上,你从第一块标出为“升高
”的坡度指示牌开始,一共走过了下面的几块指示牌:
如果这些指示牌是依次经过的,并在走到最后一块儿指示牌时停住,那么你一共走过了多远的距离?起点和终点的高度差是多少?
【解答】根据上面的指示牌,走过的长度就是:
153+60+84+121+45+210=673(米)
升高的高度是:
0.004×153+0.0017×84+0.0032×121≈1.15(米)
降低的高度是:
0.004×210=0.84(米)
所以,终点比起点升高的高度是:
1.15-0.84=0.31(米)