鐵路交通，是很多人常用的一種輸運工具，對幅員廣闊的地區來說，更能載運人員和物資的流通的關鍵運具。只是火車機車頭並沒有方向盤，在過彎的時候，就要依靠火車輪組「內大外小」的設計，讓火車得以在安全的情況下，完成「曲線通行」過程。
鐵路交通是很多國家或地區普遍的輸運方式之一，尤其大陸，因為幅員廣闊，地理環境多樣，鐵路成為民眾出行、貨物流通最常使用的交通工具。
隨著車速提升，向目的地前進，不過鐵道運輸並非一路直線，有時候也會因為地形關係必須曲線通行。現在問題來了，機車頭的駕駛室裡沒有方向盤，列車該如何轉彎？
節目主持人撒貝寧：「軌道什麼形狀，火車就怎麼走，所以今天我們這道題目就和火車怎麼轉彎有關係！」
節目主持人撒貝寧：「我們看到現場，我們給大家設置了一個非常炫酷的實驗道具，由幾截鋼管焊成的一個模擬的鐵軌，這個鐵軌彎彎曲曲的，它繞了這麼大一圈。」
節目主持人尼格買提：「是一個巨大的問號。」
節目主持人撒貝寧：「這個轉彎半徑應該是比較小了。」
中國科學院高等物理研究員張双南：「這個是比較......比較極端，真正火車不能這樣，如果這樣的話，這個彎就太急了，你跑不快，所以當然咱們在這個地方急一點，能夠看出這個效果來，所以效果是一樣的。」
現場準備了兩輛鋼輪內外側大小不同的模擬列車，分別是鋼輪內大外小的黃車，和鋼輪內小外大的綠車，展開現場實驗。
節目主持人尼格買提：「鏈子脫了！鏈子脫了！」
節目主持人撒貝寧：「掉鏈子啦！」
節目主持人尼格買提：「掉鏈子啦！掉鏈子啦！」
節目主持人撒貝寧：「但是轉彎非常順暢，還有一種賽車般的感覺。」
節目主持人尼格買提：「我幫你們推過去吧！」
節目主持人撒貝寧：「你幫我推一下！對！」
節目主持人尼格買提：「我幫你們推過去吧！」
節目主持人撒貝寧：「謝謝老師！哎呀！完全不用方向，別推了！別推了！別推啦！別推啦！別推啦！到頭啦！」
至於外側大、內側小的鋼輪設計，能不能完成列車的曲線通行，再來看試驗。
節目主持人撒貝寧：「準備走了嗎？三、二、出發！」
節目主持人撒貝寧：「直線的時候，問題都還不大，你看啊！注意觀察注意觀察這個輪子到拐彎的地方了，你看這邊這一次又開始往這邊，你看！咚！你看！卡不住很抱歉，小尼他們剛出發就脫軌了。」
中國鐵道科學研究院研究員王俊彪：「火車的兩個輪子，它跟這個車軸是固定在一起的，我們通常稱為一個輪對兩個輪子，在運行的時候，它的轉動的角速度是一樣的，可是在彎道上的時候，外側的這個軌道的長度，比內側的要長，在通過彎道的時候，這個車輪的輪緣會逐漸地向外側的這個鋼軌來靠近，由於車輪的接觸的這個滾動的直徑不一樣，外側的這個鋼軌，它是愈來愈大，也就是它走動的距離就長。」
節目主持人撒貝寧：「所以在同樣的轉動下，它的距離鐵軌內外側的距離差就靠這樣的大小來進行彌補，進行平衡，太精妙了！」
也就是說，當一邊輪子比較大時，列車會往最小輪子的地方轉彎，所以鋼輪設計要內大外小，就是防止輪子做軸向移動，避免輪緣跳脫出軌。
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更新時間：2018/10/22 17:25