Dev Bir Kaydırakta Hızlı – Ama Çok Hızlı Değil – Gitmenin Fiziği


Gerçekten, tek fark, bunun, bu dairesel eğrinin merkezi yukarıda değil, slaydın altında olan aşağı doğru kıvrılan bir yol olmasıdır. (Bir kez daha, gri C şekli, binicinin kızak üzerindeki yolunu ve vücudunun dairesel yörüngesini temsil eder ve nokta dairenin merkezidir.) Bu, merkezcil ivmenin de aşağı yönde ve doğru olduğu anlamına gelir. dairenin merkezi.

İvme yön değiştirdiği için normal kuvvet (N) az kişiyi aşağıya doğru Dünya’ya doğru çeken yerçekimi kuvvetinin radyal bileşeninden daha fazladır. Normal kuvvet küçülürse ne olur?

Bir binicinin dairesel bir yolda hareket etmesini sağlamak için, dairenin merkezine doğru bakan net bir kuvvet olması gerektiğini unutmayın; bu, aşağı doğru eğimli bir kayma için aşağı yönlüdür. Sürtünme kuvveti kayma yoluna her zaman teğet olduğu için merkezcil kuvvet dediğimiz bu net radyal kuvvet, normal kuvvet (uzaklaştırma) ve yerçekimi kuvvetinin (merkeze doğru çekme) bir bileşeninden oluşur.

Sürücünün hızı yeterince yavaşsa, onları bir daire içinde hareket ettirmek için çok büyük bir merkezcil kuvvete ihtiyacınız yoktur. Yerçekimi kuvvetinin bileşeni tek başına bunu başarmak için yeterli olabilir. Slayttan gelen normal kuvvet, sadece küçük bir değerin uzağa itilmesi olabilir.

Sürücünün hızı çok hızlı olursa, o zaman tek başına yerçekimi kuvveti dairesel hareket üretmek için yeterli olmaz. için normal güce ihtiyacınız olacak ayrıca dairenin merkezine doğru çekin. Ancak slaytlar bunu yapmaz: Sadece iterler. Bu, kayan insanın aslında bir daire içinde hareket etmeyeceği, bunun yerine slaydın yüzeyinden ayrılıp havalanırken parabolik bir yol boyunca hareket edeceği anlamına gelir – en azından kısa bir süre için, slayda geri çarpana kadar. Detroit kaydırak binicilerinin başına gelen buydu.

Aşağıya doğru eğimli bir slaytta bir kişinin hareketini modelleyelim. Bir virajın tepesindeki bir biniciyle başlayacağım. Bir noktada kişinin raydan çıktığını ve serbest düşen bir mermi haline geldiğini görebilirsiniz:

Video: Rhett Allain

Sürüşe başlarken kişinin hızı önemlidir. Bir kişi aşağı doğru viraja yeterince yüksek bir hızla başlarsa, o zaman raydan uçar – ancak kişinin raydan çıkmasına neden olacak hızın tam değeri, kayar eğrinin başlangıç ​​ve bitiş açısına bağlıdır.

Binicilerinizi kaydırak üzerinde tutmak istiyorsanız, kaydırak ile aralarındaki sürtünme katsayısını artırmanız gerekir. Sonunda, Belle Isle Park’ı işleten Michigan Doğal Kaynaklar Departmanı, Facebook videosu yayınladı yaptıkları güncellemeleri şöyle açıklıyorlar: “Yüzeyi ovaladık ve hızı kontrol etmeye yardımcı olmak için sürüşler arasında kaydırağa biraz su püskürtmeye başladık” yazdılar. Ayrıca, bir park çalışanının videoda gösterdiği gibi, sürücüleri öne eğilmeye teşvik ediyorlar.

Neden su? Su aslında biraz yapışkandır, bu yüzden sadece biraz su eklemek, yapışkan yapısı nedeniyle sürtünmeyi artırabilir. (Tabii ki, tam bir su kaydırağı oluşturmaya yetecek kadar eklemek, sürtünmeyi azaltabilir ve biniciyi daha da hızlı hale getirebilir – ancak bu biraz zaman alır. pay daha fazla su.)

Öne eğilmek, her bir binicinin ağırlığının bacaklarındaki kumaş çuvalın üzerinde olmasını sağlamaya yardımcı olabilir. Çuvallar, kaşındıran ve biraz sürtünme sağlayan çuval bezinden yapılmıştır – ve tüm binicilerin bu çuvalları giymesi gerektiğinden, binicilerin giydiği giysilerden daha tutarlı, bilinen bir yüzey sağlar. Öne eğilmelerini istemek, kişinin gömleğini oluşturan malzemeyle değil, çuvalın sürgü ile temas halinde olmasını sağlar – geriye doğru eğilirse böyle olur.

Park operatörleri daha da yaratıcı olmak istiyorlarsa, başka bir seçenek de sürücülerin bu çuvallardan başka bir şey giyerken kaymasını sağlamak olabilir – belki de sürtünme etkileşimini artırmak için biraz kauçuk içeren bir şey. Bir kat boyanın sürtünme katsayısını artırması da mümkündür.

Mutlu kayma!



Kaynak : https://www.wired.com/story/the-physics-of-going-fast-but-not-too-fast-on-a-giant-slide/

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir