Как работают американские горки?
  • Что такое инерция?
  • Где самые быстрые в мире американские горки?

Готовы ли вы поволноваться? Сегодня мы направляемся в парк аттракционов, чтобы прокатиться на том, от чего волосы встают дыбом и что вызывает море криков… это американские горки!



Вы когда-нибудь смотрели внимательно на американские горки, правда? Вы заметили, что они не имеют двигателя? Вы когда-нибудь задавались вопросом, как работают американские горки на такой высокой и скорости, без единого двигателя? Давайте посмотрим на научные принципы и силы, которые стоят за острыми ощущениями на американских горках.

Горки не имеют двигателей, они движутся с помощью механической цепи. Когда американские горки поднимаются всё выше и выше в гору, их потенциальная энергия растёт, пока не достигнет своего максимума на вершине.

Потенциальную энергию иногда называют позиционной энергией. Потенциальная энергия представляет собой потенциал, который накапливается от падения вниз.

И почему она едет вниз с вершины горки? По той же причине, почему вы падаете вниз когда споткнётесь или почему мячик падает на землю когда вы отпустите его. О чем мы вообще говорим? Гравитация, конечно!

Когда на американских горках достигнута первая большая вершина, гравитация берет свое, заставляя горки падать вниз с постоянной скоростью 9.8 метров в секунду. Всё, что имеет потенциальную энергию изменяется в кинетическую энергию, которая также может рассматриваться как перемещение энергии.

Когда американская горка падает, она ускоряется и набирает достаточно кинетической энергии, чтобы проехать свой путь до конца. Двигатель не требуется из-за инерции. Инерция — это один из законов физики, давно описаный сэром Исааком Ньютоном. Закон инерции гласит, что объект в движении будет оставаться в движении до тех пор, пока действуют равные, но противоположные силы.

В случае американских горок, это означает, что кинетическая энергия, полученная при движении вверх, при падении вниз может сохраниться навсегда. Мы все знаем, однако, что катание на горках не длится вечно. Это потому, что американские горки теряют энергию из-за разных сил сопротивления.

Эти и другие силы в конечном итоге приведут горки к остановке, хотя и с некоторой помощью воздушных тормозов на самом конце поездки. Какие это другие силы? Две наиболее значимые — трение и сопротивление воздуха. Когда вы катаетесь на горках, колеса трутся вдоль рельсов, создавая тепло в результате трения. Это трение постепенно замедляет горки, также, как это делает воздух, через который вы летите.

Катание на горках так интересно (или страшно!) для некоторых людей, потому что на тело во время езды действуют разные силы. Силы тяжести и ускорения, которые двигают горки вдоль трассы также влияют на ваше тело.

Например, когда вы едете по резкой кривой или входите в петлю, динамика разгона толкает вас в разные стороны. Мало того, что эти силы держат вас в кресле, но они также причастны к волнующим чувствам, которые вы испытываете и некоторые люди называют это “приход”.

Некоторые люди любят то невесомое ощущение, которое ненадолго появляется в верхней части петли. Это чувство, вызываемое двумя силами, противодействующими друг другу: сила тяжести тянет вас к земле, в то же время инерция тянет вас к вершине петли.

Если вы хотите покататься на самых быстрых в мире американских горках, вам потребуется самолёт, чтобы лететь в Абу-Даби, Объединенные Арабские Эмираты, и посетить там аттракцион Мир Феррари (Ferrari World). Там вы можете прокатиться на Формуле Росса, которая развивает удивительную максимальную скорость 240 километров в час. Поездка настолько впечатляет, что пассажиры обязаны одевать защитные очки, чтобы защитить свои глаза!