过山车的动力分类

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过山车是一种机动游乐设施,常见于游乐园和主题乐园中 。下面我们一起来看看过山车的动力分类 。

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过山车的动态分类
链式升运机
我们之前已经看到,过山车列车本身没有马达:在大部分的运行过程中,列车靠重力和动量运动 。为了积累势能,需要把火车举到第一个山坡的顶部,或者用很大的推力发动 。
传统的提升装置是一条长链(或链条),就像自行车链条一样,但要大得多 。它安装在轨道下方,沿提升斜坡向上延伸 。这条链条固定在一个环上,在山坡的顶部和底部都有一个传动装置 。山脚下的传动装置由一个简单的电机驱动旋转 。
通过转动链环,它像一条长长的传送带一样移动到山坡的顶部 。过山车用几个链锁和强力铰链钩来抓链 。当火车行驶到山脚时,锁簧会抓住链条的链环 。链条锁簧一旦被钩住,链条就会把火车拉到山顶 。到了最高点,锁簧松开,火车开始向山坡下移动 。你听到的链条咔嗒咔嗒的声音,其实是防滑装置的声音,以防止电机失灵时列车滑回车站,造成事故 。

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喷射器
在一些较新的过山车设计中,火车是通过弹射启动的 。弹射器的发射方式有几种,但功能基本相同 。这些系统并不是把列车拖上山坡来积累势能,而是让列车在极短的时间内获得大量动能开始运行 。
直线感应电机是一种常用的弹射系统 。直线感应电机利用电磁铁在轨道上方和列车下方产生磁场,使两个磁场相互吸引 。电机将磁场移动到轨道上方,并拉动后面的火车以非常高的速度沿着轨道移动 。该系统的主要优点是速度、效率、耐用性、准确性和可控性 。
【过山车的动力分类】Intermin公司生产的过山车上出现了液压启动系统 。这是一个带钢索的滑块,由水压驱动的飞轮驱动 。发射时滑块卡在列车下方,高速旋转的飞轮迅速拉动滑块,随列车一起冲出 。
在发射段的末端,滑块与列车解耦,列车根据获得的动能冲向约100米的高度 。
摩擦轮
这种过山车使用几十个旋转摩擦轮来推动火车沿着山坡上行 。这些轮子沿着轨道排列成相邻的两排 。他们把火车的底部(或顶部)夹在中间,推动火车前进 。常用于爬坡转弯时(因为链条不能在水平面上横向转弯)或在提链器前,调整列车速度与链条速度相等 。奥兰多环球影城的浩克过山车使用这些轮子来加速火车驶出隧道 。

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过山车的主要原理
1.过山车最早的设计是一个圆环 。在这个设计中,沿着道路的曲线角度是一个常数 。为了在环的顶部产生足够的垂直加速度来将列车压向轨道附近,有必要使列车相等
以很快的速度进入环线(这样列车在环线顶部还能快速行驶) 。速度更快意味着乘客在进入环路时会受到更大的力,这可能会让乘客感到不舒服 。
2.椭圆形(实际上是水滴型)设计更容易平衡这些力 。环顶部的弯曲角度比环侧面的弯曲角度更尖锐 。这允许列车以足够快的速度通过环路,使其保持在环路的顶部
有足够的加速力,水滴形设计会在侧面产生较小的垂直加速度 。这提供了保持过山车所有运行所需的力,而不会对潜在的危险部件施加过大的力 。
过山车是一种令人兴奋的娱乐工具 。很多人都被闪电般的速度和侥幸脱险的快感迷住了 。如果你对物理感兴趣,你不仅可以体验冒险的乐趣,还可以帮助理解力学定律 。其实过山车的运动包含了很多物理原理,在设计过山车的时候就巧妙地运用到了 。如果能体验到能量守恒、加速度和力交织在一起的效果,那就太好了 。这次处理物理不用动脑子,绷紧腹肌,保护好肚子就行了 。当然,如果你受到身体条件和心理承受能力的限制,无法体验到过山车带来的感受,不妨站在一旁,仔细观察过山车的运动情况和乘坐者的反应 。
过山车的小火车刚开始是靠弹射器或者链条的推力爬到最高点的,但是第一次下降后就没有装置给它提供动力了 。事实上,从这一刻开始,唯一驱动它沿着轨道前进的“发动机”将是引力势能,它是由一个从势能到动能、从动能到引力势能的连续转化过程组成的 。
第一种能量,即引力势能,是物体因其位置而拥有的能量,是物体与地球引力相互作用产生的 。对于过山车来说,它的势能在最高点的时候达到最大,也就是爬到一个“山”的顶峰的时候 。过山车开始下降时,其势能不断减少(因为高度降低),但其能量不会消失,而是转化为动能,即运动的能量 。但是,在能量转换过程中,由于车轮与过山车轨道之间的摩擦而产生热量,从而损失了少量的机械能(动能和势能) 。这也是为什么设计中后续山丘开始处的山丘略短的原因 。
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