火车为什么必须走铁轨，火车是怎样行驶起来的?
火车出行快件方便，是现在出行的主要交通方式，不过火车都有其特定的轨道，不像汽车那样，可以在公路上任意行驶，而且如果观察过火车轨道的人都会发现，火车轨道很特别，并非是方方正正的，铁路的路基界面是梯形的，而且轨道下方一定会铺设小石子，这都是为什么呢?
火车为什么必须走铁轨
火车的车身和车轮都是用钢铁做成的，而且还要拉很多的货物和乘客，所以每节车厢都相当的重。因为重,一列火车几千吨,公路吃不消的.火车铁轨承受的压强是由枕木通过道渣均匀地分布到道床上的.(增加了面积,减低了压强) 因为快,火车的车轮与铁轨之间的摩擦力小,提高了速度. 还有一些因素,如有了钢轨,可通过轨道的倾斜和轮缘的斜面,让火车拐过弯来.再有轨道减少了占地面积.
火车如果在普通路面上行驶，车轨会陷进土里开不起来。火车在钢轨上行驶，钢轨能承受住火车的重量。而且钢轨是铺在枕木和碎石上的，火车通过时，钢轨就把重量通过枕木和碎石分散到路基上，火车也就能顺利地行驶了。
火车的车轮是铁的，如果想高速平稳的运行，就不能在水泥地面，因为水泥地面还是很粗糙，并且容易破损，柏油地面则硬度不够。无法承载整个列车。 所以必须依靠能够承重，并且有足够的硬度和韧性的材质来制造路面。而这些都是钢材所具备的属性。所以火车必须运行在钢轨上。但光有钢轨还不够。
地面是软的，即便钢轨能承受火车的重量，地面也不能承受，因为地面要承受火车和钢轨的总重。所以这就是为什么钢轨必须铺在梯形路基上。如果注意观察的话，铁路的路基截面是梯形的(桥梁上也是)，最上面是钢轨，然后是枕木(现在都是水泥枕木)，枕木下面则是碎石子，用来把力量分散开来。碎石子下面都是用轧路机压过很多次的硬地面，可以用土，也可以用公路路基用的那种黑土。如果不这么造的话，钢轨会因为承受不住火车的重量而陷入泥土中。
火车诞生之初,车轮是用木头做成的,轨道也是由木材铺设的.因此,重重的火车常常将轨道压坏.后来,蒸汽机车的先驱乔治.史蒂芬森采用锻铁制造铁路轨道,才使火车的稳定性和速度得到了提高.
火车在轨道上转弯要比汽车在公路上转弯容易,因为火车有固定的轨道,司机只需轻轻转向,而不必像汽车那样要顾及路上的其他车辆和行人.
火车比汽车重得多,如果车轮直接压在地面上,就会陷下去,无法行驶.轨道可以增加车轮与地面的接触面积,从而降低火车对地面的压强,使车轮在滚动时不致下陷.此外,轨道下面还铺有宽大的枕木,也可以辅助轨道减小压强.
火车是怎样行驶起来的?
列车由牵引机车提供牵引力，带动整列火车前行。很早以前的火车是蒸汽机车，通过燃烧煤炭等提供蒸汽来推动活塞的运动，从而提供牵引力。
现在基本都是电力机车了，通过架设在铁轨上方的电线提供电力，来催动火车头提供牵引力，从而带动整列列车前行。动车组也是电力作为动力。
火车没有方向盘，线路和方向不用司机控制，有轨道控制，所以他们只需要控制好速度,按规定停车就可以了.速度控制一般在操纵台上体现为司机控制器,一般有级调速的是一个手轮,和方向盘差不多,上面有0-16一共17个档位.无级调速的多为一个手柄,上面是0\1\降\保\升5个档位.
现在有些新车是有档无级的，.列车制动是靠两个闸来实现的，一个是单阀,用来单机车制动,一个自阀,用于全列制动,这两个闸都在司机控制台上.总起来说,司机右手控制速度,左手负责制动,脚上踩的是风笛.所不同的是内燃机车的控制手柄控制的是柴油机转速,其他由联合调节器自动完成。
火车是通过传动装置驱动动轮旋转，并借助车轮与钢轨间的黏着力而牵引行驶的。由子火车在钢轨上运行的速度越快，车轮与钢轨间产生的黏着力会越小，而车轮的阻力却越大，当阻力大于黏着力时，列车就无法运行了。为了解决这个矛盾，科学家们通过研究，发明了磁悬浮列车。
磁悬浮列车是根据电磁铁同性相斥、异性相吸的原理，使列车悬浮在一个看不见的磁垫上，借助电动机或喷气式发动机，沿着铁轨高速行驶的。由子磁悬浮列车的时速可达500—700千米，而且它行驶时，不直接接触铁轨，就像贴着铁轨在飞，所以人们又称它是“会飞的列车”。
从悬浮方式上看，磁悬浮列车可分为磁力悬浮列车和超导磁力悬浮列车。磁力悬浮列车又分为：磁力吸引悬浮列车和磁力相斥悬浮列车。两者的运行时速都可达到500千米左右。超导磁力悬浮列车，又叫高温超导磁力悬浮列车。这种列车使用的是高温超导材料，运行速度比磁力悬浮列车更快，最快时可达到700千米，这差不多快赶上普通飞机的飞行速度了。超导磁力悬浮列车具有高速、噪声低、振动小、耗能少等优点，堪称未来世纪的理想交通工
