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美铁501号列车发生脱轨事件

中新网12月20日电（何路曼）美国时间2017年18日早上7点40分，70多名乘客乘坐当天首次运行的美铁501号列车，前往各自的目的地。然而，就在列车行驶到一半路程要过弯道时，这趟列车的“首秀”伴随着奇怪的声响戛然而止。造成14节车厢中的13节车厢在一座高架桥上出轨的严重事故，至少一节掉落在5号州际公路上，并导致至少3人死亡，超过百人受伤，5辆汽车和2辆半拖挂式卡丰被砸（如图所示）。

事后，美国国家运输安全委员会将此事列为“重大意外”、其发言人称，根据从列车尾部机车雷达记录器中获取的数据，该列车发生脱轨事故时，以约129km/h的速度行驶，而其行驶路段的限速为每48km/h。

当时在列车上的一乘客事后称：“列车脱轨之后，车厢内全是灰，为了逃生，我们不得不砸开救生窗，因为紧急车门打不开。”

一名当时正在公路上开车的目击者回忆说：“我们所有的车都尽全力立刻刹车以免撞倒彼此。”他表示自己无法接近现场，不过似乎脱轨的车厢有压住下面行驶的汽车。

（1）在公路上开车的目击者紧急刹车是利用_____的方法来增大摩擦力的；

（2）车厢从高架桥上掉落的过程中，重力势能_____；

（3）逃生用的安全锤前端做得很尖锐是通过_____来增大压强；

（4）请根据所学的物理知识解释美铁501号列车发生脱轨事故的主要原因_____。