Comment les montagnes russes utilisent-elles la physique ?

Les montagnes russes utilisent plusieurs concepts physiques pour offrir une balade passionnante et passionnante. Voici quelques-uns des principes physiques clés impliqués dans le fonctionnement des montagnes russes :

1. Énergie potentielle et cinétique :

- Au début du parcours, les montagnes russes se trouvent au point le plus élevé de la piste, là où elles ont une énergie potentielle maximale en raison de leur hauteur au-dessus du sol.

- Au fur et à mesure que les montagnes russes avancent sur la piste, l'énergie potentielle est convertie en énergie cinétique, ce qui la fait accélérer et prendre de la vitesse.

2. Gravité :

- La principale force agissant sur les montagnes russes est la gravité. La gravité tire les montagnes russes le long de la piste, l'accélérant et l'amenant à suivre les méandres de la piste.

3. Force centripète :

- Lorsque les montagnes russes parcourent des courbes ou des boucles, la force centripète joue un rôle crucial pour maintenir les montagnes russes sur la piste. La force centripète agit vers le centre de la courbe, empêchant les montagnes russes de sortir de la piste en raison de l'inertie.

4. Frottements :

- La friction entre les roues des montagnes russes et la piste permet de contrôler la vitesse des montagnes russes et d'éviter qu'elles ne glissent ou ne déraillent.

5. Élan :

- L'élan des montagnes russes, qui est le produit de leur masse et de leur vitesse, est conservé pendant le trajet. Cela signifie que les montagnes russes ont tendance à maintenir leur mouvement à moins qu'une force externe, telle que la friction, n'agisse sur elles.

6. Conservation de l'énergie :

- Dans une montagne russe idéale, l'énergie mécanique totale (somme de l'énergie potentielle et cinétique) au début du trajet est approximativement égale à l'énergie mécanique totale à la fin du trajet, en supposant qu'il n'y ait pas de friction significative ou d'autres forces de dissipation d'énergie. .

7. Forces G :

- Les montagnes russes créent souvent des sensations d'apesanteur ou de gravité accrue (forces G) lorsqu'elles manœuvrent à travers divers éléments de piste. Ces forces G sont le résultat de changements dans la vitesse et la direction des montagnes russes, affectant la perception de leur poids par les coureurs.

8. Conception de la piste :

- Les pistes de montagnes russes sont soigneusement conçues et conçues pour garantir la sécurité et le plaisir des coureurs. Ils impliquent des calculs de vitesses, d'accélérations, de forces et de rayons de courbes pour créer une expérience passionnante mais contrôlée.

En comprenant et en utilisant ces principes physiques, les ingénieurs et les concepteurs créent des montagnes russes qui offrent aux passagers une conduite exaltante et sûre, leur permettant de ressentir les forces et les sensations qui font des montagnes russes une attraction si populaire dans les parcs d'attractions.