Hva krefter er i sving i løpet av en berg og dalbane?

Hva krefter er i sving i løpet av en berg og dalbane?


Millioner av mennesker går til fornøyelsesparker å ri berg og dalbaner hvert år, hovedsakelig på grunn av følelsen gitt av raske endringer i retning og vektløshet. Følelsen av vektløshet og weightiness er skapt av krefter i arbeid i løpet av de forskjellige segmenter av en berg og dalbane spor. Disse segmentene inkluderer looper, skarpe banker og rask serie av støt og fall. På jobb i disse segmentene er normalkraften, gravitasjonskraft og sentripetalkraften.

gravitasjonskraft

Den kraft som tyngdekraften gjelder på rytteren holder seg konstant gjennom hele turen uavhengig av segmentet. Denne kraft utgjør rytterens vekt, eller hans masse multiplisert med tyngdens akselerasjon, målt ved omtrent 9,80 meter pr kvadrat. Til tross for de åpenbare følelser av vektløshet og weightiness, gravitasjonskraft på rytteren forblir uendret gjennom hele turen. Disse følelsene er et resultat av de andre krefter.

Normal Force

Den andre kraft som virker direkte på rytteren er normalkraften. Dette er kraften på setet trykker mot rytteren. Retningen og størrelsen av denne styrken endrer seg hele tiden som retningen av bilen på banen endrer seg med hver sving, sløyfe og bakke. Endringen i retning og størrelse i løpet av en dip er det som gir følelsen av vektløshet, som det er i det vesentlige en kortvarig fritt fall.

sentripetalkraften

Sentripetalkraft er netto kraft innover som et resultat av de normale og gravitasjonskrefter i løpet av en løkke eller bue. Som bilen inn i bøylen eller bue, skyver den netto kraft innover, skaper den tunge følelse som legemet skyver tilbake mot setet. På toppen av løkken, men normalkraften og følgelig sentripetalkraften har mindre størrelser, noe som skaper en følelse av vektløshet.

Clothoid Loops

Mens bevegelse i en sløyfe er beskrevet som sirkulær bevegelse, løkkene i moderne berg og dalbaner er ikke akkurat rundskriv. Snarere er de clothoid, eller dråpeformet. Dette er fordi virkelig sirkulære sløyfer forårsake ekstreme normale krefter som kan - og gjorde da sirkulære sløyfer ble brukt - årsaken whiplash, brukne bein og død. Den clothoid løkke fører til en endring i akselerasjon, redusere størrelsen av den normale kraften følt av rytteren.