过山车物理现象(过山车中的物理知识)(1)

物理已渗透入生活中,无处不在,不管是力学, 光学,还是热学等都在生活的小细节中得以体现。如果您注意生活中的细节,那么您就会轻易的发现生活中有很多与物理有着密切的关联。比如:游乐园的过山车

一个基本的过山车构造中,包含了爬升、滑落、倒转(儿童过山车没有倒转),大部分过山车的每个乘坐车厢可容纳2人、4人或6人8人,这些车厢利用勾子相互连结起来,就像火车一样在轨道上前行。过山车在刚刚开始时,过山车的小列车是依靠弹射器的推力或者链条爬上最高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。最初,我还在疑惑已经没有外界提供动力了为什么它还会动?

事实上,从过山车借助外力达到最高点起,带动它沿轨道行驶的唯一的“发动机”将是重力势能,即由势能转化为动能、又由动能转化为重力势能这样一种不断转化的过程构成的。其过程满足能量守恒。

接着我看着过山车又有些担心,我会不会在过圆型轨道时掉下来?其实,可将过山车看成如图的模型。

具体而言就是过山车在A点获得动能(Ek),而且在A点也有重力势能(Ep=mgh)。若:过山车安全通过D点(不记摩擦和阻

过山车物理现象(过山车中的物理知识)(2)

过山车物理现象(过山车中的物理知识)(3)

因此只要符合这推论就可安全通过,在现实生活中加上轨道的支持力等游客更是不会掉下来的。并且通过这样的设计我们可以在回环的最底部时,因为加速度朝上,轨道对游客向上的支撑力要大于重力,而感觉到超重的现象,即感觉特别沉重。当一路冲上回环时,重力则把向地板的方向推。所以会感到重力将您向座位方向挤压。当然在回环的顶部,人们完全倒转了过来,指向地面的重力以及轨道的向下的支持力想把我们拖出座位,但重力和支持力提供运动所需的向心力,此刻乘客受到座位对他向下的支持力,但是并不会离开座位,会产生失重现像,给人以刺激感。

过山车物理现象(过山车中的物理知识)(4)

总之,生活离不开物理,生活中处处有物理。怀揣一颗擅于探索的心,一起走向物理的世界。

作 者: 万州上海中学高2019级16班 蒲江星

指导教师:万州上海中学 田杰

教师评语:该文作者善于观察现象,善于利用物理知识解释生活现象。

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