Prečo nie sú slučky horskej dráhy presne kruhové?
Ak ste fanúšikom typických zábavných vychádzok na horských dráhach, pravdepodobne ste si všimli, že slučky, ktoré majú tieto hračky, nie sú presne okrúhle, pretože v niektorých prípadoch majú oválny tvar. Vyzerajú skôr ako obrátené kvapky ako samotné kruhy. Aby sme pochopili, prečo majú tento formát, je potrebné zachrániť niektoré vedomosti z fyziky na stredných školách.
Najprv musíte pochopiť, ako fungujú slučky. Ako vozíky jednoducho neklesnú, keď sa stopy obrátia? Nie je to spôsobené odstredivou silou, ktorá pôsobí na vozíky a neustále ich ťahá na koľaje, najmä preto, že sú vo vysokých rýchlostiach - podobné výsledky by sa nedosiahli, keby sa vozíky pohybovali pomaly.
Nižšia rýchlosť, ktorú môže horská dráha viesť, závisí výlučne od odstredivej sily vyvolanej gravitáciou. V každom prípade je nepravdepodobné, že by autá spadli zo slučiek, pretože sú trvalo pripevnené na koľaje - a budete mať aj bezpečnostný výstroj, takže by stagnovali so všetkými uviaznutými cestujúcimi. Keď to vieme, vráťme sa k ústrednému bodu diskusie: Prečo nie sú slučky 100% kruhové? Vysvetlite to zjednodušeným spôsobom.
Podložky na kolieskach nie sú zvyčajne vozidlami, ktoré sa môžu pohybovať samostatne. Na začiatku jazdy sú automaticky tlačené do strmých smerov a potom využívajú gravitačnú energiu, aby sa koľajnice dostali až na koniec. Keby slučky boli vyrobené z dokonalých kruhových oblúkov, vozíky by museli začať svoj štart s dostatočnou kinetickou energiou, aby vyšplhali na prekážky. Ale ani tak by nebola rýchlosť pre ľudí dosť bezpečná, takže chodili iba po koľajniciach.
Na vrchu slučky môžeme povedať, že centripetálne zrýchlenie je zabezpečené gravitáciou. Keď tam budú, budú sa ľudia cítiť ľahšie. Keď vozík dosiahne polohu 9 hodín, v dôsledku gravitácie dôjde k zvýšeniu prirodzenej sily a hybnosti, čo spôsobí, že vozíky sa znížia. Všetky tieto sily môžu byť pre kohokoľvek veľmi príťažlivé a spôsobujú závraty, zvracanie alebo mdloby - čo nie je cieľom pretekania (aj keď sa to stáva príležitostne) a najviac ho pocítite, ak slučky boli 100% kruhový.
Aby sa tieto účinky minimalizovali (a aby sa pokúsili dosiahnuť, aby neexistovali), slučky sa ľahko pretiahnu, akoby šli invertované kvapky, aby sa predišlo nárazu, keď vozíky klesajú (a lepšie využívajú odstredivú silu), a aby sa uľahčila hybnosť, keď stúpajú., Keď autá idú hore, spomaľujú sa, pretože menia typ zdroja energie - a to sa výhodne používa na valčekových dráhach.
Zmenou polomeru ohybu koľajníc a výšky sa zrýchlenie udržiava počas celej jazdy vlakom, čo spôsobuje menší agresivitu nárazu na cestujúcich. V roku 1895 bola na ostrove Cony Island postavená 100% kruhová horská dráha, vďaka ktorej ľudia dosahujú 12 G (dvanásťnásobok gravitačnej sily). Ľudia rýchlo prestali chodiť na atrakciu, pretože sila vyvolaná v čase klesania slučky bola taká silná, že strata vedomia a nevoľnosť boli bežné u takmer všetkých cestujúcich.
