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    【STEM in Life】從舊火車體驗 STEM

    STEM Sir 鄧文瀚
    STEM Sir 鄧文瀚
    現任香港大學及香港教育大學客席講師,亦曾任香港浸會大學客席講師,早年任教小學 獲選為傑出 IT 教師獎教師。現任亞洲兒童教育協會名譽會長、香港小童群益會創意社 區中心STEM 教育顧問、兒童脊科基金會董事會教育顧問。 歷任多季 ViuTV 兒童節目《STEM 精讀班》主持,節目獲得由新加坡媒體發展管理局(IMDA)主辦的亞洲學院創意獎(Asian Academy Creative Awards)香港區最佳兒童節目。現於 NowTV《STEM 獎勵計劃》擔任顧問。曾於 TVB 兒童節目《ThinkBig 天地》的《STEM出創意》任嘉賓主持。 近期嘗試多項跨界合作,推動香港 STEM 發展,擔任科普漫畫《STEM 少年偵探團》、《STEM A+ 特攻》、《CMS 天文調查隊》總監修及著作《玩轉 STEM.拆解 12 款玩具的科學原理》、《STEM 嘉年華.發掘遊樂場中的趣味科學》及《兒童地方誌》。2024 年獲選第 21 屆「十本好讀」小學生最愛作家。

    近期事忙,也終於能夠抽空到位於紅磡港鐵站的「站見」鐵路展參觀,這裏展出了我兒時最愛乘搭的「黃頭」火車。小時候的我住在堅尼地城,要到沙田馬場的彭福公園,就要先乘隧道巴士到紅磡火車站,再轉乘電氣化火車,即「黃頭」火車到馬場站,感覺有如攀山越嶺去旅行,所以印象特別深刻。現在重遇它,就發現鐵路中的每一處歷史都滿是 STEM。

    未有八達通前的通用儲值票

    通用儲值票是地鐵公司開發的第二代多程車票,以面值計算,比第一代多程車票只限乘搭指定票價的地下鐵路方便得多,同時間也發展成多個公共交通工具通用的電子車票系統。

    小學時期需要乘坐地鐵再轉搭巴士上學,一張學生通用儲值票是相當重要,通用儲值票能夠在限期內不限次數及不限車資多少乘搭地下鐵路、九廣鐡路或巴士,直至票值用完為止,通用儲值票和地下鐵路使用的單程車票一樣以磁帶方式紀錄資料,如遇上有磁性扣的手袋、信用卡等,有機會損壞車票上的資料令車票無法使用。

    通用儲值票每次扣除車資,絕對與減數相關,每張儲值票有指定價值,如學生票是 $30, 成人票則由 50 – 200 元不等。儲值票不像現在的八達通能夠增值,當餘值不足支付最後一程車費時,就可以不限車資乘搭一次地下鐵路或九廣鐡路,車票會在出閘時收回重用,即所謂「尾程優惠」。作為精明的乘客,大都會購買最低票值,然後儲起尾程票用作長程車資的路線使用,節省不少車費。

    早期的磁帶式車票票務系統,車票需經下方的滑槽讀取磁帶資料。

    儲值票屬於早期的儲存裝置,它是透過膠質車票上的磁帶進行讀寫資料,票閘機會讀出磁帶上餘額數據後,進行扣減車資並計算出新餘額,並作條件性編程的核對程序,如果新餘額大於0,新餘額數值會重寫在磁帶上,並退出車票;若果餘額小於或等於0,0的數值會重寫在磁帶上,並自動回收車票。由以上所見已包含了輸入、處理、儲存及輸出的電腦運作程序。

    電氣化火車

    電氣化火車即電氣化鐵路,是由電力機車或電動列車這兩種鐵路列車為主,取代以柴油機車驅動的火車頭。電力傳輸到列車的方式,分別有軌道供電、架空電纜或超級電容,而香港的鐵路主要使用架空電纜。

    香港的鐡路主要使用架空電纜,電動列車車頂會有集電弓。運作時會升高與電纜接觸。

    而「黃頭」是九廣鐡路的第一代電氣化火車,就是為了應付 7、80年代,新界發展新市鎮,人口急增帶來的對外交通需求。另一方面以電器化火車取代柴油火車,大大減低碳排放和空氣污染的問題。

    電器化之前使用的柴油火車頭,當鐵路電器化後,柴油列車仍擔當貨運列車發工程車的角色,直至跨境貨運服務停止才退役。
    柴油列車的駕駛室不是在車頭位置,原因是車頭要放置發動機,司機只能從突出的側身車窗看到較遠處的前方景物。

    車廂內體驗摩擦力及慣性運動

    「黃頭」火車目標乘客是中長途為主,因此座位數量比地鐵多,而且提供獨立座椅,甚至頭等卡服務。

    橙色膠座椅及黑色球扶手就是「黃頭」火車車廂的標誌,橙色膠座椅設有坑紋及輕微凹凸的磨砂面,有助增加坐站時衣服與座椅面之間的摩擦力,若果穿著表面光滑等絲質衣服,與膠座椅之間的摩擦力會大大減少,加上小時候的我體重較輕,很多時會因火車停站時或煞車時被跣離座椅。

    「黃頭」火車座椅以膠座設計,早期有 3+2 座位佈局,後來因乘客數量增加,全部改用 2 + 2 佈局,增加走廊空間提供更多企位。

    當你身體剛開出或將要停站的火車之內,即是指火車正在加速或減速之時,大家都你會發現比較難令身體平衡。當火車開出,車廂向前加速,身體有維持靜止的傾向,因此會有向後跌的傾向。

    這種扶手波波不單用於早期的「黃頭」火車,早期地鐵都有使用。老一輩的市民應該還記得「同志,有落」的搞笑電影橋段。

    當火車開始減慢,身體仍然以高速向前運動。假若身體沒有跟車廂緊扣,就必然繼續向前運動,容易令身體往前衝而跌倒。車廂座椅、地面或扶手必然向你施力,減低你的速度,使乘客與列車同步前進,所以坐穩和緊握扶手是相當重要。

    「黃頭」火車初期設有貨運專卡,當早上繁忙時間,會開放給乘客作企位用,由於跟有座位的客卡互不相通,上了貨卡的大家,都揸住波波扶手企到出市區。

    大家有試過在火車車廂內跳起?當火車正在高速行駛,為甚麼跳起後會落在原地?當在車廂跳起來時,身體和車廂都是在向前移動的,因此身體的速度和車廂的速度是一樣;當在車廂跳起,離開表面時,身體和車廂之間的接觸力消失了,身體不再受到車廂的推力,而只受到地球引力的影響。這時,身體和車子之間的相對速度就是零,因此會像在地上跳起一樣,以相同的速度落回到原位。

    黃頭火車的控制室部分,以全手動操作,佈局和今日玩「電車 Go! 」遊戲差不多。
    車頭控室空間其實相當之窄,司機貼牆而坐,難有伸展空間。

    以上的我小時候在火車車廂內經常會思考的問題,要到中學時期讀物理才得到清晰的解釋,但足以證明 STEM 早就在大家身邊,有待把它們逐一發掘出來。

    「站見」鐵路展

    開放時間:
    星期二至日及公眾假期(星期一休館) 
    場次:上午9時30分、上午11時正、下午12時30分 、下午2時正、下午3時30分及下午5時正
    (每場參觀時間為75分鐘)
    地點:紅磡站大堂(近出入口C1)
    查詢熱線:
    2881 8888
    (星期一至五:上午8時30分至下午6時正;星期六:上午8時30分至下午1時正) 
    網上預約:「站見」鐵路展網上預約

    STEM Sir 參與創作的 STEM 科普漫畫 — 《STEM 少年偵探團》最新第 5 期,以及全新作品 《STEM A+特攻》第 1 期經已出版,歡迎到各大書店,或 Playit.hk 網店購買。

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