На вопрос: «Какой длины Октябрьская железная дорога?» — кто-то ответил:
— Шестьсот сорок километров в среднем; летом метров на триста длиннее, чем зимой.
Неожиданный ответ этот не так нелеп, как может показаться. Если длиной железной дороги называть длину сплошного
рельсового пути, то он и в самом деле должен быть летом длиннее, чем
зимой. Не забудем, что от нагревания рельсы удлиняются — на каждый
градус Цельсия более чем на одну 100000-ю своей длины. В знойные летние
дни температура рельса может доходить до 30–40° и выше; иногда рельс
нагревается солнцем так сильно, что обжигает руку. В зимние морозы
рельсы охлаждаются до —25° и ниже. Если остановиться на разнице в 55°
между летней и зимней температурой, то, умножив общую длину пути 640 км
на 0,00001 и на 55, получим около 1/3 км. Выходит, что и в самом деле
рельсовый путь между Москвой и Санкт-Петербургом летом на треть километра,
т. е. примерно метров на триста, длиннее, нежели зимой.
Изменяется здесь, конечно, не длина
дороги, а только сумма длин всех рельсов. Это не одно и то же, потому
что рельсы железнодорожного пути не примыкают друг к другу вплотную:
между их стыками оставляются небольшие промежутки — запас для свободного
удлинения рельсов при нагревании [Зазор этот, при длине рельсов 8 м,
должен иметь при 0° размер 6 мм. Для полного закрытия такого зазора
нужно повышение температуры рельса до 65 °C. При укладке трамвайных рельсов
нельзя, по техническим условиям, оставлять зазоров. Это обычно не
вызывает искривления рельсов, так как вследствие погружения их в почву
температурные колебания не так велики, да и самый способ скрепления
рельсов препятствует боковому их искривлению. Однако в очень сильный
зной трамвайные рельсы все же искривляются, как наглядно показывает
прилагаемый рис. 1, исполненный с фотографии]. Наше вычисление
показывает, что сумма длин всех рельсов увеличивается за счет общей
длины этих пустых промежутков; общее удлинение в летние знойные дни
достигает 300 м по сравнению с величиной ее в сильный мороз. Итак, железная часть Октябрьской дороги действительно летом на 300 м длиннее, нежели зимой.
Рис. 1. Изгибание трамвайных рельсов вследствие сильного нагревания.
То же случается иногда и с рельсами
железнодорожного пути. Дело в том, что на уклонах подвижной состав
поезда при движении увлекает рельсы за собой (иной раз даже вместе со
шпалами), в итоге на таких участках пути зазоры нередко исчезают, и
рельсы прилегают друг к другу концами вплотную. |