Войти
A американские горки - это машина, использующая гравитацию и инерция для отправки состава вагонов по извилистой дороге. Комбинация силы тяжести и инерции вместе с перегрузками и центростремительным ускорением дает телу определенные ощущения, когда каботажное судно движется вверх, вниз и по трассе. Силы, испытываемые всадником, постоянно меняются, вызывая у одних райдеров чувство радости, у других тошноту. Основные принципы механики американских горок известны с 1865 года, и с тех пор американские горки стали популярным развлечением.
Вместо этого автомобиль подтягивается к вершине первого холма и отпускается, после чего он свободно катится по трассе без какой-либо внешней механической помощи до конца поездки. Цель подъема на первый холм - накопить потенциальную энергию, которая затем будет преобразована в кинетическую энергию по мере прохождения поездки. Начальный холм, или подъемный холм, является самым высоким за всю поездку. Когда поезд тянется к вершине, он получает потенциальную энергию, что объясняется приведенным ниже уравнением для потенциальной энергии :
где U g - потенциальная энергия, m - масса, g - ускорение свободного падения, а h - высота над землей. Таким образом, два поезда одинаковой массы на разной высоте будут иметь разную потенциальную энергию: поезд на большей высоте будет иметь больше потенциальной энергии, чем поезд на меньшей высоте. Это означает, что потенциальная энергия системы американских горок максимальна в самой высокой точке трассы или на вершине подъемного холма. Когда поезд американских горок начинает спуск с подъемной горки, накопленная потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию или энергию движения. Чем быстрее движется поезд, тем больше кинетической энергии он получает, как показано в уравнении для кинетической энергии:
где K - кинетическая энергия, m - масса, v - скорость. Поскольку масса автомобиля американских горок остается постоянной, при увеличении скорости кинетическая энергия также должна увеличиваться. Это означает, что кинетическая энергия для системы американских горок наибольшая в нижней части самого большого спуска на трассе, обычно в нижней части подъемного холма. Когда поезд начинает подниматься на следующий холм на рельсах, кинетическая энергия поезда превращается обратно в потенциальную энергию, уменьшая скорость поезда. Этот процесс преобразования кинетической энергии в потенциальную и обратно в кинетическую энергию продолжается с каждым холмом. Энергия никогда не разрушается, но теряется из-за трения между автомобилем и гусеницей. Тормоза полностью останавливают поездку.
При движении по вертикальной петле американских горок инерция, которая создает захватывающую силу ускорения, также удерживает пассажиров на своих местах. Когда автомобиль приближается к петле, направление инерционной скорости пассажира указывает прямо вперед под тем же углом, что и путь, ведущий к петле. Когда машина входит в петлю, гусеница направляет машину вверх, поднимая пассажира. Это изменение направления создает ощущение дополнительной гравитации, когда пассажира вдавливают в сиденье.
В верхней части петли сила ускорения автомобиля толкает пассажира с сиденья к центру петли, в то время как инерция толкает пассажира обратно на сиденье. Силы тяжести и ускорения толкают пассажира в противоположных направлениях с почти равной силой, создавая ощущение невесомости.
В нижней части петли сила тяжести и изменение направления инерции пассажира с вертикального вниз на единицу. Это горизонтальное толкание пассажира на сиденье, в результате чего он снова почувствует себя очень тяжелым. Большинство американских горок требует, чтобы пассажиры были пристегнуты ремнями безопасности, но силы, прилагаемые к большинству горок петли, не позволят пассажирам упасть.
, показывающие силу тяжести и контактную силу, обычно называемую g-силой G-force (гравитационные силы), создают так называемое ощущение «бабочки», ощущаемое как машина спускается по уклону. Ускорение 1 стандартной силы тяжести (9,8 м / с) - это обычная сила гравитационного притяжения Земли, действующая на человека, стоящего на месте. Измерение нормального веса человека включает это ускорение свободного падения. Когда человек чувствует себя невесомым на вершине петли или при спуске с холма, он находится в свободном падении. Однако, если вершина холма изогнута более узко, чем парабола , всадники будут испытывать отрицательную G и подниматься со своих сидений, испытывая так называемое ощущение «бабочки»..
У деревянных подстаканников есть направляющая, состоящая из тонких деревянных пластин, сложенных вместе, с плоской стальной направляющей, прикрепленной к верхнему ламинату. В стальных подстаканниках используются ходовые рельсы из трубчатой стали, двутавровой балки или коробчатого сечения. Несущая конструкция обоих типов может быть стальной или деревянной. Традиционно в стальных подстаканниках использовались перевернутые позиции, чтобы доставить удовольствие райдерам, в то время как в деревянных подстаканниках для доставки острых ощущений использовались крутые обрывы и резкие изменения направления. Однако недавние достижения в технологии подстаканников привели к появлению гибридных стальных подстаканников с деревянными конструкциями, например, New Texas Giant в Six Flags Over Texas и деревянных подстаканников с инверсией., например, Outlaw Run в Silver Dollar City, а также дополнение 2018 Steel Vengeance.
По мере того, как стали доступны более совершенные технологии, инженеры начали использовать компьютеризированные инструменты проектирования для расчета сил и нагрузок, которым поездка подвергнет пассажиров. к. В настоящее время компьютеры используются для разработки безопасных подставок со специально разработанными ограничителями и легкими и прочными материалами. Сегодня трубчатые стальные гусеницы и полиуретановые колеса позволяют подстаканникам двигаться со скоростью более 100 миль в час (160 км / ч), в то время как американские горки остаются еще более высокими, быстрыми и сложными. построен.
