過山車的物理知識是什麼？ 你知道嗎？

牛頓運動三定律 牛頓是經典力學理論的巔峰之作。 他系統地總結了伽利略、克卜勒和惠更斯的工作，得到了著名的萬有引力定律和牛頓三大運動定律。 牛頓於 1643 年 1 月 4 日出生於英國林肯郡小鎮沃爾索普的乙個農民家庭。

在牛頓之前，天文學是最突出的學科。 但是為什麼行星必須按照某些定律繞太陽旋轉呢？ 天文學家無法令人滿意地解釋這一點。

萬有引力的發現表明，天空中恆星的運動和地面上物體的運動都受同一定律的支配，即力學定律。 早在牛頓發現萬有引力定律之前，許多科學家就已經認真考慮過這個問題。 例如，克卜勒認識到必須有一種力在起作用來維持行星的橢圓軌道，他認為這種力類似於磁力，就像磁鐵吸引鐵一樣。

1659年，惠更斯通過研究鐘擺的運動發現，保持物體在圓形軌道上運動需要向心力。 胡克等人認為它是重力，並試圖推斷出重力和距離之間的關係。 <>

摩擦力 當兩個相互接觸的物體相對運動時，在接觸面上產生阻礙相對運動的力，這種力稱為摩擦力。 摩擦的條件是兩個物體相互接觸，接觸面粗糙，有相互擠壓; 兩個物體之間的相對運動將發生或已經發生。 摩擦阻礙了物體的相對運動或相對運動的趨勢，因此摩擦的方向與物體的相對運動或相對運動的趨勢相反。

所以在物體的運動中，部分動能轉化為摩擦力。 過山車設計師必須意識到摩擦在車身運動中的作用。 設計師可以利用摩擦力來降低過山車的速度和到達後的安全停止。

重力 由於地球的吸引力而施加在物體上的力稱為重力。 過山車最重要和最有影響力的方面是地球的引力。 地球的引力使物體從乙個點移動到另乙個點。

由於重力引起的加速或減速，取決於軌道傾斜的角度; 坡度越陡，加速或減速越明顯。 <>

過山車施工：

過山車的構造包括爬坡、滑行、倒車（兒童過山車沒有倒車），軌道設計不一定是完整的環路，但也可以設計成車身可以在軌道上來回移動。 大多數過山車每次可容納2、4或6人或8人，這些車廂通過鉤子相互連線，就像火車一樣。

過山車原理：

在最基本的層面上，過山車只不過是一台利用重力和慣性沿著蜿蜒的軌道移動火車的機器。

一開始，過山車的火車依靠彈射器或鏈條的推力爬公升到最高點，但在第一次下降後，就沒有更多的裝置可以為其提供動力。 事實上，從這一點開始，驅動它沿著軌道前進的唯一“引擎”將是重力勢能，即從勢能到動能，從動能到重力勢能的轉換過程。

過山車軌道。

語言作業：

1.小冊子中 18 節課的其餘問題;

2.練習寫18個字，每個字兩次;

3.預覽 19 節課。

另外，如果周天的語言、道教、作文沒有完成，請趕緊補上，明天早上交出來！

1.在執行開始時，過山車的火車依靠機械裝置的推力將其推到最高點，但在第一次下降後，不再有任何裝置為其提供動力。 事實上，從這一點開始，驅動它沿著軌道前進的唯一“引擎”將是重力熱，即它是由從重力熱能轉化為動能，又從動能轉化為重力勢能的連續過程組成的。

2.第一種能量，即重力熱能，是物體因其位置而自行擁有的能量，該能量來自其高度和重力引起的加速度。 對於過山車來說，它們的熱能在最高點達到最大值，即當它爬到“山頂”時。

當過山車開始下降時，它的勢能在不斷降低（因為高度下降），但它並沒有消失，而是轉化為動能，即動能。

然而，在能量轉換過程中，由於過山車的車輪與軌道的摩擦而產生熱量，從而產生少量的機械能（動能和勢能）。 這就是為什麼設計中後面的山丘比開始時的山丘高度更多的機械能。

3.過山車後車廂的下降感最強。 這是因為由於作用在過山車中間質心上的引力，最後一輛車比過山車頭部的汽車更快地通過最高點。

這樣一來，最後一輛車上的人就能夠快速到達並越過最高點，從而有一種被甩開的感覺，因為質心在向下加速，後車的車輪牢牢地固定在軌道上，否則小車在到達山頂附近時可能會脫軌並丟擲。

前艙的情況不同，它的質心在“後面”，在短時間內，雖然處於下降狀態，但要“等待”質心越過高點，被重力推動。

4.當你到達“瘋狂圈”時，沿著直線軌道行駛的過山車突然向上轉動。 此時，乘客會有被壓在軌道上的感覺，因為會產生明顯的離心力。 事實上，在圓形軌道上，由於鐵軌與過山車的相互作用而產生了向心力。

這個圓形軌道的形狀略呈橢圓形，旨在“平衡”重力的制動效果。 當過山車到達圓形軌道的最高點時，它實際上會減速，但如果彎曲程度較低，這種現象就會減少。 一旦過山車完成它的旅程，機械制動器就會使過山車非常安全地停下來。

減速速度由氣缸控制。

過山車的物理學 當你在遊樂場以每小時近100公里的速度乘坐過山車時，你會想：為什麼過山車不需要發動機來推動？ 坐過山車時，為什麼我們會倒車卻不掉下來？

第乙個問題與能量守恆定律有關。 能量可以採取許多不同的形式，例如動能、勢能、聲能和熱。 當你曾經坐過乙個愚蠢的過山車時，過山車會被機械和齒輪推動，過山車會被帶到乙個非常高的位置。

相對於地面，過山車有很大的勢能。 離地面越高，勢能越大。 到達最高點後，過山車開始滑動，速度和動量逐漸增加。

根據能量守恆定律，勢能減小並轉化為動能。 當過山車經過第一座山谷時，它有很大的動能，所以它仍然可以衝上第二座山。 根據能量含量守恆定律，過山車可以爬公升的高度與它開始滑落的高度相同。

然而，由於零件之間的摩擦，過山車的總機械能降低。 因此，許多過山車軌道從最高的山峰開始，之後變得越來越短。 第二個問題與向心力有關，原理比較複雜。

根據牛頓第一定律，在沒有外力的情況下，物體以平均速度沿直線運動。 如果過山車沒有受到外力，它將沿軌道切線方向移動。 但既然過山車可以轉動，那一定有強大的效果。

假設過山車的質量是以一定速度移動的，而過山車的軌跡是乙個半徑的圓，那麼所需的向心力是 。 問題是，這種力量從何而來？ 為了簡單起見，讓我們考慮一下過山車在其最高點的情況。

如果過山車在最高點仍然保持高速，則轉彎所需的向心力會更高。 過山車本身的重量可以提供部分向心力，但是如果所需的向心力大於汽車的重量，則所需的向心力的一部分將由軌道對過山車的反作用力提供，這兩部分加起來就是我們所擁有的。 這時，如果速度越大，過山車與公路軌道之間的相互作用力也越大，越會粘在軌道上，不會掉下來。

反之，如果過山車的速度低，力會小到接近零，過山車很容易掉下來。 換句話說，過山車不會掉下來，因為它的速度很高。

1.過山車最早的設計是完美的圓形環路。 在這種設計中，沿途的曲線角度是乙個常數。 為了在環路頂部產生足夠的垂直加速度以將列車壓縮到軌道上，有必要保持列車的可比性。

以快速的速度進入環路（這樣火車仍然可以在環路頂部快速移動）。 更快的速度意味著乘客在進入環路時會受到更大的力，這可能會讓乘客感到不舒服。

2. 橢圓形（實際上是水滴形）設計使平衡這些力變得更加容易。 環頂部的曲線角度比環的側面更銳利。 這使得火車能夠足夠快地通過環路，從而擠在環路的頂部。

有足夠的加速度，淚滴形設計在側面產生較少的垂直加速度。 這提供了保持過山車執行所需的力，而不會對潛在危險區域施加太大的力。

過山車執行中的物理原理。

加速度。

有乙個方向速度）。

這種變化稱為加速。

物體加速、減速或改變方向，稱為加速度。

大多數大型遊樂設施都包括加速。

下坡或急轉彎時，裝置可能會增加速度或加速度。

上坡或直線移動時，裝置可能會減速或減速。

當過山車下坡時，重力使汽車移動得越來越快，這就是加速度。

當過山車上坡時，身體運動的速度越來越慢，這就是減速。

過山車的加速度與身體的質量和推拉的力量直接相關。

向心力 當過山車沿環路移動時，向心力起作用。 向心力是由物體沿圓周運動產生的。

例如，當你沿著滑行曲線向地面跑時，重力使過山車沿直線滑動，但軌道是彎曲的，向心力使過山車沿著曲線移動。

過山車上的騎手的感覺是被甩出賽道，但重力使車身實際上在賽道上繞圈移動，因此指向圓圈或曲線內部的動力是必要的。

對於指向圓周或曲線內的動力，稱為向心力。

能量（動能+勢能）。

能量使物體工作。

動能 - 被使用的能量，能量產生運動。

勢能 – 以後儲存和使用的能量。

能量守恆率：

能量可以從一種形式轉化為另一種形式，但不會自動產生和消失。

當電機驅動過山車到達第乙個斜坡時，過山車儲存的勢能越來越多。

當重力拉動的過山車從斜坡上滑下時，勢能轉化為動能。

斜坡離頂部越遠，轉化為動能的勢能就越多，乘客可以感覺到速度的增加。

在斜坡的最底部，速度最快。

隨著汽車爬上第二座山坡，動能逐漸轉化為勢能，過山車的速度逐漸減慢。

高度越高，轉化為勢能的動能就越多。

這種動勢能的轉換率是守恆的，使過山車沿著軌道上下移動。

而且動能的總量不方便保持，只是沉重地將一種形式轉化為另一種形式。

請注意，第一座山是過山車的最高點，為什麼？

然而，部分能量被轉化為摩擦力、風阻、車輪旋轉等耗能因素。 過山車設計師考慮摩擦在過山車執行中的作用。

因此，設計師降低了山坡設計的高度，以確保過山車可以完全駛過山坡。

過山車之所以能夠執行，是因為有兩個基本點：

地球的引力和能量守恆。

你知道過山車是如何工作的嗎？ 它由磁力驅動，所以難怪它不會從軌道上掉下來。

過山車如何安全地轉圈？ 原理很簡單。