火车怎么转弯？

高速行驶的列车要顺利地拐过弯来，要克服拐弯时产生的“离心力”，这是显而易见的。
由于惯性的存在，列车保持着向前的力，要想让其“弯”过来，必须提供一个“向心力”，否则列车就会向“外”运动，脱离轨道。
于是，我们将拐弯处的轨道设计成外高内低，有一定的倾斜度，用来抵消转弯时的“离心力”。这样只要解决了线路曲线半径，通过速度，轨道倾斜度这三者要相互关系，就能保证安全。

问题似乎解决了，其实不然。

列车轮对是一次压铸的，左右两个轮子和轮轴是一体的。也就是说，左边轮子走多长的路，右边的轮子也要走多长路，反之亦然。
一个不能疏忽问题出来了，拐弯处的铁轨是弧形的，两根钢轨就不一样长（股道内圈直径短，周长短。股道外圈直径长，周长长）。外侧铁轨长于内侧。
由于车轮同轴，转的圈数一样，轮子走的距离一样。但钢轨却一长一短，内轮（或外轮）只好打滑，轮子和钢轨都受到损伤，几天下来就要换轮子，换钢轨。（在特定情况下还可能出安全状况）
为了解决这个问题，专家们在车轮上想点子。火车轮子的踏面（和钢轨接触的部分）被设计成斜的。也可以这么说，车轮是由无数个从小（外侧）到大（内侧）的圆构成的，外圈直径小内圈大。为了分析方便，我们不妨假设车轮是从内到外由大、中、小三个轮子组成。
列车是这样运行的：在直线上运行时，左右轮子都是中轮接触钢轨，小轮悬空在钢轨上不起作用，大轮悬空在股道上，也不起作用。在向左拐时，由于轨道向左拐，右边原来悬空的大轮和左边架空的小轮接触到了钢轨，于是小轮走小圆，大轮走大圆（反之同理）。列车就这么平安拐过来了。

以上二个因素对列车顺利拐弯都是必不可少的，但我认为后者更要紧。因为，没有前者列车可以缓慢拐弯不会颠覆，但没有后者，车轮和钢轨的损伤必然造成故障。