Az első hullámvasút a Coney Island-en, amely 1884 júniusában nyílt meg, alig értékelné egy modern Vidámpark gyerekkori szakaszát. A” Switchback Railway ” mindössze hat mérföld / óra sebességgel haladt egy szelíd dombok sorozata felett.
Manapság, a hullámvasutakat vagy loop-de-hurkok, küldjön kiabálok 38 történeteket, hogy azonnal kelj fel ingyenes a gravitáció, de még lógni egy váll hám, végtagok egy-fityeg, forgatás csigák, majd szerpentin, majd a cobra fordul, az élet a kezében mérnöki. Vitathatatlanul, nincs más szabadidős tevékenység teszi a fizikát annyira zsigeri, mint a hullámvasút. Itt van egy gyors lebontása az erők, amelyek miatt a gyomor csepp-és tartsa meg a helyet.
hegymászás a hegyre
a legrégebbi hullámvasutakon az első domb (más néven “lift hill”) mindig a legmagasabb volt, hogy kihasználja potenciális energiáját, amely a vonat tömegének terméke, a földi gravitáció standard gyorsulása (másodpercenként 9,8 méter négyzetben), valamint a domb magassága. A potenciális energiát olyan tárgyakba fektetik be, amelyek egy rendszerben—ebben az esetben egy gravitációs mezőben-helyezkednek el.
(valójában vannak más típusú potenciális energia is. Van egy rugalmas potenciális energia, amelyet valamilyen rugalmas tárgy deformációja okoz (például egy kinyújtott rugóhoz rögzített labda), valamint az elektromos potenciál energia és a mágneses potenciál energia is.)
amikor a hullámvasút elindul lefelé a dombon, kinetikus energiát nyer és elveszíti a potenciális energiát. A felvonó domb alján a vonat kinetikus energiája a legmagasabb ponton lesz a pályán, elég ahhoz, hogy a kisebb dombok és kanyarok egymás után átnyomják.
és Stretch
g-az erő egy olyan kifejezés, amely sokat lebomlik, de valójában nem egy megfelelő” erő”; ez a gyorsulás terméke. A Földön 1 g-os környezetbe kerülsz, és ugyanabba az irányba haladsz, mint a Föld húzása a testeden, és egyenlő és ellentétes reakciót hozol létre, amit a súlyodban érezhetsz.
amikor felfelé gyorsul egy hullámvasúton, a hozzáadott Gs (néha “pozitív G” – nek nevezik) úgy érzi, mintha nehezebb lenne, és lefelé csapódik. Hasonlóképpen, ha lefelé gyorsul (mint amikor egy hullámvasútra van kötve, amely egy dombon merül le), negatív g-erőket tapasztalhat meg, amelyek felemelnek az ülésből.
A G-erők vezérlése a hullámvasút tervezésének egyik elsődleges problémája—túl sok Gs, vagy túl gyors átmenet a pozitív és negatív G között, az izgalomtól a kényelmetlen vagy akár veszélyes is lehet.
így a Turn
gyorsuló körül vízszintes turn is létrehoz G-erő, ebben az esetben az úgynevezett ” lateral G.”Ha elég erős, az oldalsó Gs néha az utasokat a vonatkocsi oldalára dobja. Ennek elkerülése érdekében a hullámvasutakat gyakran hajlított fordulatokkal építik. Ez segít átalakítani néhány oldalsó g pozitív vagy negatív G, csökkentve az összeget csúszik.
Menetvágás a hurok
hogyan marad az ülés alatt hurok-de-hurok? Ismét ez a fizika másik egyensúlya. Az ívelt út mentén történő mozgás centripetális gyorsulást hoz létre, amely a görbe által rajzolt képzeletbeli kör középpontjára mutat. Azért marad a helyén, mert van még egy tényező a játékban: a tehetetlenség. A tested természetesen egyenes úton akar menni, és ez a centripetális gyorsulással kombinálva azt az érzést kelti, hogy kifelé tolódik—ez a jelenség, amelyet néha “centrifugális erőnek” neveznek, bár mint a G-erő, ez nem igazán megfelelő erő.
Ha megnézzük a modern hullámvasút, lehet, hogy észre, hogy a hurok-de-hurkok alakú inkább könnycseppek, mint körök. Ez az alak, amelyet clothoidnak neveznek, egyszerű fizikát használ, hogy megkönnyítse mind a vonatot, mind az utasokat. A legfontosabb tényező az a tény, hogy ellentétben egy kör alakú hurokkal, amelynek egyetlen sugara van, a clothoid huroknak kisebb sugara van a tetején.
a sugárbeli különbség azért fontos, mert ahhoz, hogy egy vonat befejezzen egy hurkot, az autók centripetális gyorsulásának többnek vagy egyenlőnek kell lennie a gravitáció gyorsulásával. Mivel a centripetális gyorsulás a hurok sugarával elosztott sebesség szorzata, a tetején lévő sugár csökkenése automatikusan növeli a centripetális gyorsulást a tetején. Így a vonatnak nem kell hihetetlenül gyorsan utaznia a hurok befejezéséhez. Amint a vonat kilép a hurokból, a hurok alján lévő szélesebb sugár természetesen csökkenti a centripetális gyorsulást, ami viszont csökkenti a versenyzőkre kiszabott Gs mennyiségét.
a clotoids és a loop-de-loops fizikájának mélyebb megismeréséhez nézze meg a Göteborgi Egyetem és a svéd Liseberg vidámpark által készített tájékoztató oldalt.
most, remélhetőleg, akkor tudni fogja elég a erők mögött hullámvasutak tartani a barátok és a család szórakoztatják, miközben mindenki várja a sorban, hogy megtapasztalják az izgalmas terror a fizika.