HOGYAN MŰKÖDIK A GÖRGŐ HEGY
A hullámvasút konstrukciók lenyűgöző történelemmel bírnak, amely Oroszországban kezdődik. Az ilyen típusú szórakozás ősei jéggel borított mesterséges fa lejtők, amelyekre szánokat indítottak, amelyek végül egy homokkupacba kerültek. A történészek között volt néhány különbség e szánok pontos evolúciójával kapcsolatban, amelyek közül néhányan azt állították, hogy kerekes autók voltak.
Az ilyen szórakoztató eszköz kiépítésének ötletét a XVIII. Század elején a franciák vették át az oroszoktól. Abban az időben több tucat nyilvános kert jelent meg Párizs minden sarkában, és a sétálók szórakoztatására játékokat, koncerteket, bálokat, bemutatókat stb. Szerveztek. E kertek egyikében rendezték be az első hullámvasutat. A melegebb éghajlat Franciaországban Oroszországhoz képest befolyásolta a hullámvasutak fejlődését. Mivel a jég olvadni szokott, a franciák viaszos lejtőket kezdtek építeni, végül felniket adtak a szánokhoz, amelyek autónak tűntek.
Rövid idő alatt a párizsi kerteknek mindegyiküknek volt saját hullámvasútja. Mérnökeik több ív, hullámvölgy, dudor stb. Létrehozásában versenyeztek.
A bányászattól kezdve a hullámvasút
Az első amerikai hullámvasút a Mauch Chunk Switchback vasút volt, amelyet az 1800-as évek közepén építettek Pennsylvania hegyei között. Az eredetileg szén kivitelezésére tervezett vasúti pályát úgy alakították át, hogy "festői túrákat" tegyen. Egy dollárért a turisták nyugodtan sétálhatnak a hegy tetejére, majd egy atipikus ereszkedés következhet, komlóval és sebességgel.
A következő 30 évben ezek a festői séták tovább gyarapodtak, ezért megjelentek a fából készült hullámvasutak, hasonlóak a ma ismertekhez. Ezek a gépek jelentették a fő vonzerőt az Egyesült Államok-szerte népszerű vidámparkokban, mint például a pennsylvaniai Kennywood Park és a New York-i Coney Island. A második világháborúval a hullámvasutak gyártása csökkent, de a hetvenes években és az 1980-as évek elején bekövetkezett a második fellendülés, ami újjáélesztette a szórakoztatóipart. Ez a korszak sok innovatív hullámvasutat vezetett be, cső alakú, acélból.
Hullámvasút alkatrészei
Első pillantásra a hullámvasút személyvonatnak tűnik. Síneken mozgó, összekapcsolt autók sorozatából áll. De a személyvonattal ellentétben a hullámvasútnak nincs saját motorja vagy áramforrása. A menet nagy részében a vonatot a gravitáció és a lendület mozgatja. A lendület felépítéséhez a vonatnak a kifutópálya tetején kell elindulnia, vagy erősen elindulnia kell.
Hullámvasút elindítása
A hagyományos emelőszerkezet egy hosszú lánc (vagy több lánc), amely felfelé fut a dombon a pálya alatt. A lánc egy hurokban van rögzítve, amely egy fogaskerék köré van tekerve, egyet a domb tetején és egyet a dombon. A vonatot a hegy alján található egyszerű motor hajtja.
Néhány új hullámvasútmodell katapult típusú rendszert használ a vonat mozgásba hozatalához. Többféle katapult indítás létezik, de ezek nagyjából ugyanazt csinálják. Ehelyett, hogy a vonatot egy dombra csúsztatnák az energiapotenciál felépítése érdekében, ezek a rendszerek rövid idő alatt mozgási energiával indítják el a vonatot.
Népszerű katapult rendszer a lineáris, indukciós motor. A lineáris indukciós motor elektromágnesek segítségével két mágneses mezőt épít - egyet a vágányon és egyet a vonat alján -, amelyek vonzódnak egymáshoz. A rendszer fő előnyei a sebesség, a hatékonyság, a tartósság, a pontosság és a manőverezhetőség.
Egy másik népszerű rendszer több tucat kerék használatát foglalja magában, amelyek forogva elindítják a vonatot. A kerekek két szomszédos sorban, a vágány mentén vannak elrendezve, és a vonatot előre tolják.
Mint minden vonathoz, a hullámvasútnak is szüksége van egy fékrendszerre, hogy a menet végén vagy vészhelyzetben pontosan megállhasson. A hullámvasútban a fékeket nem a vonat, hanem az alatta lévő vasút építi.
Ez a rendszer nagyon egyszerű. Kapocssorozatok vannak elhelyezve a pálya végén és számos más fékezési ponton. Egy központi számítógép vezérli a hidraulikus rendszert, amely bezárja ezeket a bilincseket, amikor a vonatnak le kell állnia.
Orosz fizika és hegyek
A hullámvasút kezdeti emelkedésének célja egyfajta potenciális energiatartály felépítése. A potenciális energia fogalma, amelyet gyakran helyzeti energiának neveznek, nagyon egyszerű: amint a vonat felemelkedik, a gravitációs erő beavatkozik, és súlya nagyobb távolságra lehúzhatja. Állandóan szembe kell néznie ezzel a jelenséggel, gondoljon arra, hogy autóval járjon, kerékpározzon, vagy húzza a szánkót egy nagy domb tetejére. Az a potenciális energia, amelyet a dombra emelkedve generál, kinetikus energiaként szabadulhat fel - a mozgás energiája, amely lefelé visz.
Mivel egy mozgó tárgy hajlamos mozgásban maradni (Newton első törvénye), a vonat akkor is megőrzi sebességét, amikor a vágányon felfelé halad, természetesen a gravitációs erővel beavatkozva. Amikor a vonat útvonalán felmászik az egyik kis dombra, a mozgási energia potenciálenergiává változik. Ily módon a pálya folyamata folyamatosan átalakítja az energiát, a kinetikától a potenciálig és fordítva.
Ez a gyorsulás ingadozása teszi olyan szórakoztatóvá a hullámvasutat. A legtöbb hullámvasútnál a dombok magassága csökken, ahogy haladsz az ösvényen. Erre azért van szükség, mert az emelődombon épített teljes energiatartály fokozatosan elvész a vonat és a vágány, valamint a vonat és a levegő közötti súrlódási erő miatt.
A legalapvetőbb szinten egy hullámvasút - olyan autó, amely a gravitációt és a tehetetlenséget felhasználva vonatot küld egy speciális vágányon.
A hullámvasutak által kínált érzések
Abban a pillanatban, amikor hullámvasútban vagy, a tested furcsa módon érzi a gyorsulást. Amikor a gép felveszi a sebességet, a valódi erő, amely rád hat, a testet előre toló ülés. De a test tehetetlensége miatt erőt fog érezni maga előtt, amely a székbe nyomja. Így érezni fogja az ellenkező irányból érkező gyorsulást. Ez az erő (az egyszerűség kedvéért nevezzük gyorsító erőnek) pontosan úgy érzi magát, mint a gravitációs erő, amely a Földre vonz. Valójában a gyorsulási erőket G-erőkben mérik, ahol 1 G megegyezik a Föld felszínéhez közeli gravitációs gyorsulási erővel (9,8 m/s2, vagy 32 láb/s2).
Ha hullámvasútban van, észreveszi, hogy a jármű gyorsulása és helyzete a talaj felé folyamatosan változik, így a gravitációs és a gyorsulási erők számos érdekes módon kölcsönhatásba lépnek. Amikor átmegy egy meredek dombon, a gravitáció lehúzza, míg a gyorsító erő felemeli. Bizonyos gyorsulási sebesség mellett ezek az ellentétes erők kiegyensúlyozzák egymást, ezáltal a súlytalanság érzését kelti - ugyanaz az érzés, mint az ejtőernyősnek a szabad esésben. Ha elég gyorsan gyorsul lefelé, akkor a gyorsító erő meghaladja a gravitációs erőt, amitől úgy érzi, mintha meghúzták volna. Ha meredek dombon gyorsul, akkor a gyorsító erő és a gravitáció körülbelül ugyanabba az irányba húzódik, amitől a normálisnál sokkal nehezebbnek érzi magát.
A hullámvasút furcsa hatással van a testedre, mert a tested nem teljesen szilárd - több összekapcsolt részből áll. Amikor a tested felgyorsul, annak minden része külön-külön felgyorsul. A pad hátralök, a mögötted lévő izmok egyes szerveket, amelyek viszont más szerveket. Ezért fogja érezni a sétát egész testével.
Normális esetben a test minden része az állandó gravitációs erő miatt egymásnak nyomja. De a "szabadesésben", amikor a gép sebességgel ereszkedik le egy dombról, szinte semmilyen erő nem hat rád. Ebben az esetben a testrészek nem fogják annyira nyomja egymást. Az az érzés keltette, hogy nem mérlegelnének. A gyomor hirtelen nagyon könnyű, mert kevesebb a nyomóerő, ami üresség érzetét kelti. Ugyanez történik, ha egy völgyben halad sebességgel, autóval, vagy amikor leszáll a liftről.
Egy hullámvasútban ezeket az érzéseket mindenféle vizuális jelzés kiegészíti - ez megfordul - "fejjel lefelé", szédítő magasságokkal és átmeneti típusú szerkezetekkel. A vizuális jelzések a séta fontos részét képezik, mivel megmondják, mi következik. Lehet, hogy a tested nem fogja minden alkalommal érezni a sebességet, de minden bizonnyal minden alkalommal érezni fogja, amikor változás történik (gyorsulás).