ატრაქციონების ფიზიკა რთული და მარტივია, მაგრამ მეცნიერების ამ დარგის გავლენის გარეშე, ეს საოცარი გასართობი ატრაქციონები ერთი სანტიმეტრითაც არ იძვრება.
რა არის ფიზიკა?
ფიზიკა არის მატერიისა და ენერგიის შესწავლა და თუ როგორ ურთიერთქმედებენ და გავლენას ახდენენ ერთმანეთისგან განსხვავებული ძალები. გრავიტაციიდან აჩქარებამდე ხახუნებამდე, ფიზიკა არის მთავარი მეცნიერება ყველა ატრაქციონის წარმატებული მუშაობის უკან. იქნება ეს მგზავრობა უბრალო საბავშვო სადგამი თუ დახვეწილი ყვირილის მანქანა, ყველა მათგანმა უნდა დაიცვას ერთი და იგივე ფიზიკის პრინციპები უსაფრთხო, ეფექტური მუშაობისთვის.
Roller Coasters-ის ფიზიკა: ძირითადი ცნებები
ყველაზე ძირითადი ფიზიკის წინაპირობა, რომელიც გავლენას ახდენს ატრაქციონებზე, არის ანდაზა „რაც მაღლა დგება, უნდა ჩამოვიდეს“. პროცესი იმისა, თუ როგორ იქცევა ეს „ჩამოსვლა“მარყუჟებად, მოსახვევებად, ბორცვებად და ინვერსიებად, უფრო სპეციალიზებულ ცოდნას მოითხოვს. სადგამების ფიზიკის ძირითადი ცნებები მოიცავს:
- გრავიტაცია: გრავიტაცია არის ძალა, რომელიც მიიზიდავს ყველა ობიექტს დედამიწის ცენტრისკენ და არის ერთადერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფიზიკის კონცეფცია, რომელიც დაკავშირებულია როლიკებით. არსებითად, მას შემდეგ, რაც ატრაქციონი გათავისუფლდება საწყის ჯაჭვის ამწედან ან მამოძრავებელი ძალისგან, გრავიტაცია უზრუნველყოფს, რომ იგი დაასრულებს თავის კურსს ბილიკის გასწვრივ. გრავიტაციას ასევე გრძნობენ მხედრები როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი ძალების თვალსაზრისით, რომლებიც, როგორც ჩანს, მხედრებს უფრო ღრმად უბიძგებს სკამებში ან აზიდავს მათ მისგან, ამაღელვებელი შეგრძნება, რომელიც მღელვარების მაძიებელს უყვარს.
- პოტენციური ენერგია და კინეტიკური ენერგია: ეს ორი დაკავშირებული კონცეფცია მართავს ცვლილებებს სანაპიროს სიჩქარისა და სიმაღლეში.მარტივად რომ ვთქვათ, რაც უფრო მაღალია ობიექტი მიწიდან, მით მეტი პოტენციური ენერგია აქვს მას - ანუ დაცემისას სიჩქარის მოპოვების პოტენციალი. როდესაც ის ეცემა მიწაზე, ეს პოტენციური ენერგია იცვლება კინეტიკურ ენერგიად, ანუ მოძრაობის ენერგიად. ორი ტიპის ენერგიის ჯამი მუდმივია, მაგრამ ატრაქციონი უნდა შეინარჩუნოს პოტენციური და კინეტიკური ენერგიის ადეკვატური ბალანსი, რათა მოახდინოს ამაღელვებელი მგზავრობა.
- აჩქარება: აჩქარება ხშირად აირია სიჩქარესთან, ფაქტობრივად არის სიჩქარის ცვლილება - რომელიც შეიძლება იყოს ცვლილება სიჩქარის ან მიმართულების. ამრიგად, ატრაქციონი აჩქარებს მარყუჟებსა და მოსახვევებში, მაშინაც კი, თუ მისი სიჩქარე მუდმივი რჩება.
- ხახუნი: ფიზიკის ფორმულები და გამოთვლები უნდა შეიცავდეს ხახუნს, როგორც ატრაქციონების ძირითად ფაქტორს, რადგან ხახუნი არის ძალა, რომელსაც შეუძლია მნიშვნელოვნად შეანელოს მგზავრობა. კონტაქტი მატარებელსა და ჰაერს და ბორბლებსა და ლიანდაგს შორის აწესებს ხახუნს მგზავრობისას.
დამატებითი ფიზიკის ცნებები
ატრაქციონების ფიზიკის ამ საკვანძო პრინციპების გარდა, ფიზიკის სხვა ცნებები ასევე გავლენას ახდენს იმაზე, თუ როგორ მუშაობს სანაპიროები და თანაბრად მნიშვნელოვანია უსაფრთხო, მხიარული მგზავრობისთვის.
- წნევა: ბევრი ატრაქციონი დამუხრუჭების სისტემა მუშაობს ჰაერის წნევით და ეს წნევა საკმარისი უნდა იყოს ცარიელი და დატვირთული მატარებლების შესაჩერებლად მგზავრების დაზიანების ან ზედმეტი სტრესის გარეშე. მგზავრობის სტრუქტურა.
- ოპტიკა: ოპტიკური სენსორები ეხმარება კომპიუტერულ სისტემებს აკონტროლონ სად არის მგზავრობა და როგორ მუშაობს იგი.
- მაგნიტიზმი: ბევრი მაღალტექნოლოგიური მგზავრობა იყენებს ელექტრომაგნიტებს როგორც მამოძრავებელი ან დამუხრუჭების ფორმას, და უსაფრთხო მუშაობისთვის მაგნიტები ზუსტად უნდა იყოს გათვლილი და დაკალიბრებული.
- ელექტროენერგია: სათანადო ელექტროენერგია სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ატრაქციონებისთვის, დაწყებული მოგზაურობის ფაქტობრივად გაშვებიდან და დამთავრებული მას ამშვენებს განათებამდე.
მეტი მეცნიერების საჭიროება
ფიზიკა არ არის ერთადერთი მეცნიერება, რომელიც აუცილებელია შეუფერხებლად მოქმედი, ამაღელვებელი ატრაქციონისთვის. როდესაც დაგეგმილია მგზავრობა, ინჟინრებმა და პარკის ოფიციალურმა პირებმა ასევე უნდა გაითვალისწინონ:
- ბიოლოგია: როგორ იმოქმედებს მგზავრობის სტრესი მხედრებზე, მთავარი ფაქტორია, სასიამოვნოა თუ მტკივნეული მგზავრობა. ძალიან ცუდად შემუშავებულმა მგზავრობამ შეიძლება გამოიწვიოს გათიშვა, თავის ტკივილი და სხვა დაზიანებები.
- გეოლოგია: თანამედროვე ფოლადის ატრაქციონები იწონის ასობით ტონას და პარკის გეოლოგიის მკვეთრი გაგება აუცილებელია იმისათვის, რომ სადგამი სტაბილურ, დამხმარე ზედაპირზე განთავსდეს. Cedar Point არის პარკის მაგალითი, რომელმაც განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიაქციოს ამას, რადგან მისი ჩვიდმეტი ატრაქციონი განლაგებულია ტბის სანაპიროზე და ჭაობიანი ლაგუნის გარშემო.
- კლიმატოლოგია: კლიმატი, რომელშიც ჩაშენებულია მგზავრობა, შეიძლება დიდად იმოქმედოს მის მშენებლობაში გამოყენებული მასალების ტიპებზე.
- ფსიქოლოგია: როგორ არის დასახელებული, გაფორმებული და დაწინაურებული მგზავრობა, მოითხოვს ფსიქოლოგიის დეტალურ გააზრებას მხედრების მოსაზიდად.
ვსწავლობ ფიზიკას როლიკებით
იმის გამო, რომ ამდენი სამეცნიერო კონცეფცია გამოიყენება ატრაქციონის დიზაინის, მშენებლობისა და მუშაობისთვის, ბევრი გასართობი პარკი მასპინძლობს ფიზიკის დღის ღონისძიებებს და იწვევს ადგილობრივ სკოლებს, რათა გამოსცადონ თავიანთი ცოდნა პარკის გასეირნების წინააღმდეგ. ფიზიკის მასწავლებლებმა შეიძლება მოითხოვონ სტუდენტების გაზომონ სიჩქარე, კუთხეები, სიჩქარე, აჩქარება და სხვა ფაქტები, რომ უპასუხონ კითხვებს, მაშინ როცა ზოგიერთი პარკი სთავაზობს კონკურსებს ატრაქციონების მსურველ ინჟინრებს, რათა შექმნან საკუთარი მგზავრობა და შექმნან მოდელები. ეს შეიძლება იყოს სახალისო და საგანმანათლებლო ღონისძიება ფიზიკის სტუდენტებისთვის დაწყებითი სკოლიდან კოლეჯამდე.
დამატებითი რესურსი
გაინტერესებთ მეტი გაიგოთ ატრაქციონების ფიზიკის შესახებ? სცადეთ ონლაინ Funderstanding Roller Coaster, სადაც შეგიძლიათ დაარეგულიროთ ბორცვების ზომები, ვერტიკალური მარყუჟები, ხახუნისა და გრავიტაციის ძალები, ვარჯიშის მასები და სხვა ფაქტორები, რათა ნახოთ ფიზიკის ცნებები მოქმედებაში.