游樂場(chǎng)中的科學(xué)

林泉

翻滾過山車的動(dòng)能來自哪里

翻滾過山車是一項(xiàng)富于挑戰(zhàn)性的娛樂項(xiàng)目，那種風(fēng)馳電掣、有驚無險(xiǎn)的快感令不少人著迷。過山車的山坡是被設(shè)計(jì)用來儲(chǔ)存勢(shì)能的。在剛剛開始時(shí)，過山車的小列車是靠一個(gè)機(jī)械裝置推上最高點(diǎn)的，但在第一次下行后，就再也沒有任何裝置為它提供動(dòng)力了。事實(shí)上，從這時(shí)起，帶動(dòng)它沿軌道行駛的唯一的“發(fā)動(dòng)機(jī)”是引力勢(shì)能，它的運(yùn)轉(zhuǎn)過程便是由勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，再由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，循環(huán)往復(fù)，直到結(jié)束。勢(shì)能是物體因其所處位置而具有的能量，它是由于物體和地球的引力相互作用而產(chǎn)生的。對(duì)過山車來說，它的勢(shì)能在處于最高點(diǎn)時(shí)達(dá)到了最大值，也就是說當(dāng)它爬升到“山丘”的頂峰時(shí)最大。當(dāng)過山車開始下降時(shí)，它的勢(shì)能就不斷地減少（因?yàn)楦叨认陆盗耍芰坎粫?huì)消失，而是轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能，也就是運(yùn)動(dòng)的能量。由于過山車有非常大的質(zhì)量和非?？斓乃俣?，因而過山車具有的動(dòng)能非常大。當(dāng)過山車爬過了第2座“山頂”，而且速度幾乎降到了零，這個(gè)過程動(dòng)能轉(zhuǎn)變成了勢(shì)能。然后過山車開始繞著圈回旋反轉(zhuǎn)。在這個(gè)過程中，勢(shì)能與動(dòng)能在不停地交替轉(zhuǎn)變。最后剎車后，過山車緩緩?fù)Ｏ聛?，剩余的?dòng)能則轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?h3>過山車上最好的座椅位置是哪兒

大多數(shù)人都認(rèn)為過山車最前邊的座椅位置最好，因?yàn)樽谀切┪恢玫娜藭?huì)獲得最好的視覺享受，視野開闊，非常刺激。但是有些過山車愛好者更喜歡最后面的座椅，因?yàn)樽詈竺娴淖文墚a(chǎn)生最大的加速度，讓你有更加刺激的感受。最后一排座椅通過最高點(diǎn)時(shí)的速度比車頭部的座椅要快，乘坐在最后一排座椅上的人就能夠快速地達(dá)到和跨越最高點(diǎn)，從而會(huì)產(chǎn)生一種要被拋離的感覺。

過山車翻滾時(shí)人為何不會(huì)被甩出去

也許你在坐過山車的時(shí)候，能感覺到胃仿佛要從你體內(nèi)飄出來了，這種感覺是由于加在你身上的力的作用結(jié)果。力可以改變物體運(yùn)行的速度與方向。有了持續(xù)改變的力的作用，過山車才會(huì)變得如此有趣。其實(shí)，它的設(shè)計(jì)原理非常簡(jiǎn)單―游客坐在過山車?yán)镅刂潭ǖ能壍佬D(zhuǎn)。沿著這些軌道，過山車才能忽上、忽下、回旋轉(zhuǎn)動(dòng)，不停地變換速度。每一次的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)動(dòng)、俯沖都是依靠車輪和軌道之間的作用力與反作用力來完成的。軌道的橫向力能夠保護(hù)住車輪，阻止過山車飛出軌道。隨著過山車沿著軌道回旋轉(zhuǎn)動(dòng)，力同時(shí)也作用在過山車上的乘客們。這也是你乘坐過山車的時(shí)候能夠感覺到擠壓和推撞的原因。

當(dāng)列車沿著回環(huán)移動(dòng)時(shí)，作用在乘客身上的合力在不斷地變化。在回環(huán)的最底部，因?yàn)榧铀俣瘸?，所以軌道?duì)游客向上的支撐力要大于重力，此時(shí)游客可以感覺到超重的現(xiàn)象，即感覺特別沉重。當(dāng)一路沖上回環(huán)時(shí)，重力則把乘客向地面的方向推。所以乘客會(huì)感到重力將其向座位方向擠壓。在回環(huán)的頂部，乘客完全倒轉(zhuǎn)過來，指向地面的重力以及軌道的向下的支持力想把乘客拖出座位，但支持力和重力僅與離心力平衡，即提供運(yùn)動(dòng)所需的向心力。此時(shí)若是過山車的速度較小，小到所產(chǎn)生的離心力小于重力的話，過山車就會(huì)有掉落的危險(xiǎn)，所以，在回環(huán)頂部的時(shí)候要求有一定的速度以保證安全。同時(shí)也是由于離心力的存在，抵消了一部分重力，于是乘客會(huì)產(chǎn)生失重現(xiàn)象，感覺身體變得極輕。等過山車駛出回環(huán)，沿水平方向行進(jìn)，乘客又會(huì)恢復(fù)原來的重力。

碰碰車為何不怕碰

碰碰車在各大游樂場(chǎng)里面都會(huì)配備，非?；鸨?。我們知道一般的車碰一下要花費(fèi)很多錢去修補(bǔ)，但是碰碰車為什么一直碰不壞呢？

首先，設(shè)計(jì)者們?cè)谂雠鲕囘吘壖友b了彈性很好的橡膠圈，橡膠圈的彈性可以抵消掉它們?cè)谂鲎矔r(shí)產(chǎn)生的沖擊力，從而使它們能經(jīng)受住碰撞。其次，碰碰車的速度都比較慢，不會(huì)有很大的撞擊力。此外，根據(jù)牛頓第三定律的相互作用力，一輛車撞另一輛車的時(shí)候也受到另一輛車對(duì)這輛車的反作用力，從而起到緩沖作用，所以我們經(jīng)常看到碰碰車相撞時(shí)，主動(dòng)去撞的那輛車也會(huì)被彈出去。

摩天輪靠什么轉(zhuǎn)動(dòng)

去游樂場(chǎng)的時(shí)候，我們通常會(huì)看到摩天輪。摩天輪慢慢地一圈一圈地轉(zhuǎn)著，當(dāng)摩天輪轉(zhuǎn)到最頂端的時(shí)候，就可以俯瞰整個(gè)城市的美景。那么摩天輪是如何轉(zhuǎn)起來的呢？精確控制的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)幫助控制摩天輪的旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)通過在磁鐵上施加交流或直流電場(chǎng)，形成一個(gè)電磁場(chǎng)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)減速，把高轉(zhuǎn)速低扭矩的機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)為高扭矩低轉(zhuǎn)速的機(jī)械動(dòng)力，使其低速轉(zhuǎn)動(dòng)。