8.4 C
Warszawa
poniedziałek, 26 września, 2022

Fizyka poruszania się szybko — ale nie za szybko — na gigantycznej zjeżdżalni

Musisz przeczytać

Tak naprawdę jedyną różnicą jest to, że jest to ścieżka wijąca się w dół ze środkiem tej okrągłej krzywej poniżej zjeżdżalni, a nie powyżej. (Po raz kolejny szary kształt litery C reprezentuje ścieżkę jeźdźca na slajdzie i kołową trajektorię jego ciała, a kropka jest środkiem koła.) Oznacza to, że przyspieszenie dośrodkowe jest również skierowane w dół i w kierunku środek koła.

Ponieważ przyspieszenie zmieniło kierunki, siła normalna (N) musi wynosić mniej niż promieniowa składowa siły grawitacji, która ciągnie osobę w dół w kierunku Ziemi. Co się stanie, gdy siła normalna zmniejszy się?

Pamiętaj, że aby skłonić jeźdźca do poruszania się po torze okrężnym, musi istnieć siła wypadkowa skierowana w stronę środka koła, która jest skierowana w dół dla zjeżdżania w dół. Ponieważ siła tarcia jest zawsze styczna do toru poślizgu, ta wypadkowa siła promieniowa, którą nazywamy siłą dośrodkową, składa się z siły normalnej (odpychającej) i składowej siły grawitacyjnej (przyciągającej do środka).

Jeśli prędkość jeźdźca jest wystarczająco mała, nie potrzebujesz bardzo dużej siły dośrodkowej, aby poruszać go po okręgu. Sama składowa siły grawitacji może wystarczyć, aby to osiągnąć. Normalna siła z suwaka może być po prostu niewielką wartością odpychającą.

Jeśli prędkość jeźdźca stanie się zbyt duża, sama siła grawitacji nie wystarczy do wytworzenia ruchu kołowego. Potrzebujesz normalnej siły, aby Również pociągnij w kierunku środka koła. Ale slajdy tego nie robią: tylko odpychają. Oznacza to, że ślizgający się człowiek nie poruszałby się w rzeczywistości po okręgu, lecz po parabolicznej ścieżce, gdy opuszczał powierzchnię zjeżdżalni i unosił się w powietrzu – przynajmniej na krótki czas, dopóki nie wpadnie z powrotem na zjeżdżalnię. To właśnie stało się z jeźdźcami na zjeżdżalniach z Detroit.

Zamodelujmy ruch osoby na slajdzie wygiętym w dół. Zacznę od jeźdźca na szczycie zakrętu. Widać, że w pewnym momencie osoba wylatuje z toru i staje się swobodnie spadającym pociskiem:

Wideo: Rhett Allain

Ważna jest prędkość osoby rozpoczynającej jazdę. Jeśli dana osoba rozpocznie skręcanie w dół z wystarczająco dużą prędkością, odleci z toru, ale dokładna wartość prędkości, która spowoduje, że osoba zejdzie z toru, zależy od początkowego i końcowego kąta krzywej slajdu.

Jeśli chcesz utrzymać jeźdźców na zjeżdżalni, musisz zwiększyć współczynnik tarcia między nimi a zjeżdżalnią. W końcu Departament Zasobów Naturalnych stanu Michigan, który prowadzi Belle Isle Park, opublikował na Facebooku film wyjaśniający dokonane przez nich aktualizacje: „Wyczyściliśmy powierzchnię i zaczęliśmy spryskiwać zjeżdżalnię niewielką ilością wody między przejażdżkami, aby pomóc kontrolować prędkość” – napisali. Zachęcają również jeźdźców, aby pochylili się do przodu – co pracownik parku demonstruje na filmie.

Dlaczego woda? Woda jest właściwie trochę lepka, więc dodanie jej odrobiny może zwiększyć tarcie ze względu na jej spójną naturę. (Oczywiście dodanie wystarczającej ilości, aby stworzyć pełnowymiarową zjeżdżalnię, może zmniejszyć tarcie i sprawić, że jeździec będzie jeszcze szybszy – ale to zajęłoby działka więcej wody.)

Pochylenie się do przodu może zapewnić, że ciężar każdego jeźdźca będzie spoczywał na worku z materiału na nogach. Worki są wykonane z płótna, które jest szorstkie i zapewnia pewne tarcie – a ponieważ wszyscy jeźdźcy muszą je nosić, zapewnia to bardziej spójną, znaną powierzchnię niż jakiekolwiek ubrania, które zawodnicy mają na sobie. Poproszenie ich o pochylenie się do przodu upewnia się, że płótno styka się ze zjeżdżalnią, a nie z materiałem, z którego wykonana jest koszula danej osoby – co by się stało, gdyby osoba pochyliła się do tyłu.

Jeśli operatorzy parków chcą być jeszcze bardziej kreatywni, inną opcją byłoby, aby zawodnicy ślizgali się, nosząc coś innego niż te jutowe worki – może coś z odrobiną gumy, aby zwiększyć interakcję tarcia. Możliwe jest również, że warstwa farby może zwiększyć współczynnik tarcia.

Miłego zjeżdżania!

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj

- Reklama -spot_img
Najnowsze wiadomości

Niezbędnik przedsiębiorcy. CEIDG tylko w wersji online * Rachunki za energię firmy w domu * Kara umowna w kosztach – nie, a kurs na...

Wniosek o wpisanie firmy w CEIDG tylko online Jeszcze przez 2 lata będzie można na papierze składać wnioski o wpis...
- Reklama -

Więcej podobnych artykułów

- Reklama -