रोलर कोस्टर उल्टी और आंसू-प्रेरक थ्रिल मशीन हो सकते हैं, लेकिन वे काम पर जटिल भौतिकी के आकर्षक उदाहरण भी हैं।
बूंदों, फ़्लिप, रोल और लॉन्च की एक गाँठ के माध्यम से कारों की एक स्ट्रिंग प्राप्त करने के लिए यांत्रिक इंजीनियरों की टीमों की आवश्यकता होती है जो बलों, त्वरण और ऊर्जा जैसी अवधारणाओं का विश्लेषण करती हैं। अपनी पसंदीदा सवारी के पीछे के विज्ञान का अंदाजा लगाने के लिए, हमने पर्ड्यू स्कूल ऑफ मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और विश्वविद्यालय के रोलर कोस्टर डायनेमिक्स क्लास के निर्माता जेफरी रोड्स से बात की।
सर्किट को पूरा करना
आइए मूल बातें शुरू करें। रोलर कोस्टर, हर चीज की तरह, ऊर्जा के संरक्षण के कानून का पालन करना चाहिए, जिसका अर्थ है कि ट्रेन केवल उतनी ही तेज और उतनी ही तेजी से जा सकती है, जहां तक संग्रहीत (संभावित) ऊर्जा की मात्रा अनुमति देती है।
संभावित ऊर्जा आमतौर पर एक श्रृंखला या केबल के साथ एक पहाड़ी पर ट्रेन को उठाने से आती है। जैसे ही एक ट्रेन एक पहाड़ी से नीचे जाती है, स्थितिज ऊर्जा गतिमान (गतिज) ऊर्जा में बदल जाती है; ट्रेन जितनी तेज चलती है, उसमें उतनी ही अधिक गतिज ऊर्जा होती है।
गतिज ऊर्जा वापस संभावित ऊर्जा में बदल जाती है क्योंकि कारें बाद की पहाड़ियों पर चढ़ती हैं। क्योंकि कारें आवश्यक रूप से घर्षण और वायु ड्रैग जैसी ताकतों के माध्यम से कुछ ऊर्जा खो देती हैं, पारंपरिक कोस्टर पर उच्चतम बिंदु (सोचें: सिक्स फ्लैग्स मैजिक माउंटेन का Goliath या ट्विस्टेड कोलोसस राइड्स) लगभग हमेशा पहली पहाड़ी होती है। यदि पहले की तुलना में एक और बड़ी गिरावट आ रही है, तो डिजाइनर अधिक लिफ्ट जोड़ते हैं (सोचें: डिज्नी के स्प्लैश माउंटेन के अंत में बड़ी गिरावट)।
आपके पसंदीदा रोलर कोस्टर के पीछे का भौतिकी क्रेडिट: निकोल मेस / फ़्लिकर (सीसी बाय 2.0)
कुछ तट 90 डिग्री से अधिक नीचे गिरते हैं, लिफ्ट पहाड़ी की चोटी पर अंदर की ओर मुड़ते हैं, जैसे on वलरावनी देवदार बिंदु में। खेल में भौतिकी समान है, लेकिन रोड्स का कहना है कि ये बूंदें भारहीनता की अधिक तीव्र भावना पेश कर सकती हैं।
अन्य कोस्टर, जैसे सिक्स फ्लैग्स ग्रेट एडवेंचर का किंगडा का या सेडर पॉइंट का टॉप थ्रिल ड्रैगस्टर, अपनी ऊर्जा को लॉन्चर, द्रव या वायु दाब-संचालित पिनबॉल प्लंजर, या ट्रैक और कारों में निर्मित इलेक्ट्रोमैग्नेट में संग्रहीत करते हैं। लॉन्च कोस्टरों को विशाल लिफ्ट पहाड़ियों की आवश्यकता नहीं होती है (जो बहुत सी जगह बचाता है), और एक अलग तरह का अग्रिम रोमांच प्रदान करते हैं। रोड्स कहते हैं, बड़े पार्क विभिन्न प्रकार के राइडर अनुभव चाहते हैं और लॉन्च कोस्टर अनुभव को बदलने का एक शानदार तरीका है।
लूप्स, फ्लिप्स और टर्न्स
इंजीनियर त्वरण के माध्यम से रोमांच उत्पन्न करते हैं - मूल रूप से अत्यधिक इंजीनियर, अप्राकृतिक तरीकों से सवारों के वेग को बदलना। कोस्टर इंजीनियर गुरुत्वाकर्षण और त्वरण की संयुक्त शक्तियों को महसूस करने के लिए सवारों को प्राप्त करने के लिए न्यूटन के गति के नियमों का आह्वान करते हैं, जो एक रोमांचक, असामान्य शरीर का अनुभव पैदा करता है। लूप्स, कॉर्कस्क्रूज़ और टाइट टर्न्स सवारों को बाध्य करते हैं' परिकलित तरीकों से लंबवत और क्षैतिज रूप से निकायों।
कभी आपने सोचा है कि लूप गोलाकार के बजाय अश्रु के आकार के क्यों होते हैं? चुनौती लूप के अंदर और बाहर संक्रमण को डिजाइन कर रही है, 'रोड्स कहते हैं। 'आपको यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत है कि आप झटके को प्रेरित नहीं कर रहे हैं, या त्वरण में परिवर्तन जो व्हिपलैश का कारण बन सकता है। वृत्ताकार गति में गतिमान कोई भी वस्तु एक अन्य प्रकार के त्वरण का अनुभव करती है जिसे अभिकेन्द्रीय त्वरण कहते हैं, जो कार की गति को बढ़ाता है या वृत्त जितना छोटा होता है। एक वृत्ताकार लूप केन्द्राभिमुख त्वरण के अचानक जोड़ से एक झटका पैदा करेगा। एक टियरड्रॉप आकार उस त्वरण को नियंत्रित करता है, लूप के माध्यम से सवार को आसान बनाता है और झटके को रोकता है।
आपके पसंदीदा रोलर कोस्टर के पीछे का भौतिकी क्रेडिट: हावर्ड सेयर / गेट्टी छवियां
और फिर ऐसे रोल हैं, जो कई तरह से सवारों को भटका सकते हैं। इनलाइन ट्विस्ट ऐसे रोल हैं जो ट्रेनों को ट्रैक के चारों ओर घुमाते हैं, लेकिन हार्टलाइन रोल सवारों को उनकी छाती के चारों ओर घुमाने की कोशिश करते हैं। थोरपे पार्क में कोलोसस (ऊपर) काम पर हार्टलाइन रोल का सबसे अच्छा उदाहरण है- 90-सेकंड की सवारी में लगातार चार हार्टलाइन रोल सहित 10 व्युत्क्रम शामिल हैं। रोड्स ने कहा, हम श्रृंखला में एक के बाद एक कई रोल [कोस्टर के साथ] देखेंगे, क्योंकि यह बहुत अधिक भटकाव पैदा करता है।
लकड़ी बनाम स्टील
लकड़ी के कोस्टर लूपों को बहुत अच्छी तरह से समायोजित नहीं कर सकते हैं, इसलिए वे अक्सर अपने स्टील समकक्षों की तुलना में कम भटकाव वाले होते हैं। तो ऐसा क्यों है कि कुछ सवार उन्हें पसंद करते हैं? लोग... प्रत्याशा को पसंद करते हैं, उनकी विकटता जो उन्हें थोड़ा ऊपर उठाती है। रोड्स कहते हैं, वे महसूस करना चाहते हैं कि संरचना उनके नीचे चल रही है। स्टील कोस्टर लगभग ठीक विपरीत हैं। यह एक प्राचीन वाहन चलाने बनाम नवीनतम स्पोर्ट्स कार चलाने जैसा है।
आपके पसंदीदा रोलर कोस्टर के पीछे का भौतिकी क्रेडिट: लॉस एंजिल्स टाइम्स गेटी इमेजेज के माध्यम से
लकड़ी के कोस्टर में लूप या रोल नहीं होते हैं, क्योंकि भारी रोलर कोस्टर ट्रेन के बल का समर्थन करने के लिए इसमें बहुत अधिक लकड़ी लगेगी। माउंट पर पाताल ३६०। ओलिंप विस्कॉन्सिन में स्टील मचान के साथ लकड़ी की पटरियों पर एक रोल का समर्थन करता है।
अगली पीढ़ी के कोस्टर
ऐसे बहुत से तरीके हैं जिनसे आप छोटी-छोटी गाड़ियों में लोगों को ऊपर, नीचे और उल्टा भेजकर इधर-उधर भगा सकते हैं। कुछ राइड बिल्डर्स कम्पार्टमेंट बनाते हैं जो कारों से स्वतंत्र रूप से लुढ़कते हैं, ट्रैक के लंबवत कुल्हाड़ियों का चक्कर लगाते हैं, जो अधिक लूप की आवश्यकता के बिना अधिक फ़्लिप जोड़ता है। आप वास्तव में इसे The . पर देख सकते हैं सिक्स फ्लैग्स ग्रेट एडवेंचर में जोकर (के नीचे)।
हालांकि, रोलर कोस्टर के अनुभव उनके त्वरण के योग से कहीं अधिक हैं। अन्य बिल्डर्स रोशनी, धुआं जोड़ रहे हैं, कोस्टरों को भूमिगत भेज रहे हैं, और सिर और पैर हेलिकॉप्टर जोड़ रहे हैं, करीब-लेकिन-बहुत-करीब बार जो रोमांच और / या आतंक का एक अतिरिक्त तत्व प्रदान करते हैं। रोड्स ने कहा, यही वह प्रक्षेपवक्र है जिसका हम कुछ समय के लिए अनुसरण करने जा रहे हैं। अधिक समय तक बड़ा और तेज संभव नहीं होगा।