Projektowanie idealnie płynnej jazdy kolejką górską

Jednym z wyzwań, przed jakim stają projektanci kolejek górskich, jest kontrolowanie sił, jakich doświadczają ich pasażerowie podczas przejażdżki.

Siły w płaszczyźnie pionowej są łatwe do określenia. Stanowią one sumę siły grawitacji ściągającej w dół i siły odśrodkowej, która zależy od promienia krzywizny i działa normalnie na tor.

Najłatwiejszy do zaprojektowania tor jest kołowy, ale to powoduje problem. W praktyce prowadzi to do nieprzyjemnie dużych wahań siły normalnej w czasie, mówią Arne Nordmark i Hanno Essat z Królewskiego Instytutu Technologicznego KTH w Sztokholmie. Dlatego projektanci są zmuszeni polegać na innych, bardziej złożonych kształtach, takich jak klotoida .

Rozsądnym pytaniem jest więc, jaki kształt powinny mieć tory, aby zapewniać stałą, płynną, normalną siłę pasażerowi jadącemu. Taka kolejka górska oferowałaby idealnie płynną jazdę.

(Ciekawą cechą analizy tego problemu przeprowadzonej przez Nordmarka i Essata jest to, że jest on powiązany matematycznie z problemem Keplera dotyczącym ruchu planet. Kto by się domyślił).

Odpowiedzią, powiedzmy Szwedzi, są kształty na powyższym obrazku. Wydaje się, że nie mają jeszcze nazwy – Nordmark i Essat nazywają je trajektoriami z przypadku 1. Czytelnicy bloga arXiv z pewnością będą mieli lepsze pomysły. Sugestie w sekcji komentarzy proszę.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1007.1394 : Wygodna kolejka górska – w kształcie torów ze stałą siłą normalną

ukryć