过山车的主要原理
过山车的主要应用的是能量守恒、加速度和力的物理学原理。
刚开始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。从这时起，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。
过山车的竖直立环是一种离心机装置，当列车接近回环时，乘客的惯性速度笔直地指向前方。但车厢一直沿轨道行进，使乘客的身体无法按直线运动。于是重力推着乘客离开车厢的地板，而惯性则将乘客向地板方向挤压。
当列车沿着回环移动时，作用在乘客身上的合力在不断地变化。在回环的最底部，因为加速度朝上，所以轨道对游客向上的支撑力要大于重力，此时游客可以感觉到超重的现象，即感觉特别沉重。当一路冲上回环时，重力则把乘客向地板的方向推。
扩展资料
有高度近视的人，应避免可能发生眼部碰撞及增加眼压的剧烈运动，如坐过山车等。高度近视的人在进行剧烈运动时，急速转弯、向下俯冲等动作，会在瞬间使眼球压力剧增，相当于眼睛挨了一记重拳，造成视网膜脱离。轻者能挽回部分视力，重者可能发生不可逆的失明、眼球萎缩。
儿童的神经系统对外来刺激的承受能力较脆弱，惊险的游乐项目易使婴幼儿受到惊吓，造成脑震荡、视网膜损伤及惊厥等疾病，影响孩子的智力发育及身心健康。如孩子一定要玩或父母想要锻炼孩子胆量，宜选择一些运转缓慢、行驶平稳的电动车、碰碰船、转椅等游乐项目。
参考资料来源：百度百科-过山车
参考资料来源：人民网-高度近视别玩过山车
井松智能
2024-10-28 广告
过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣的话，那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感，还有助于理解力学定律。实际上，过山车的运动包含了许多物理学原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，那感觉真是妙不可言。这次同物理学打交道不用动脑子，只要收紧你的腹肌，保护好肠胃就行了。当然，如果你受身体条件和心理承受能力的限制，无法亲身体验过山车带来的种种感受，你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。
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。事实上，从这时起，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。
第一种能，即重力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量，它是由于物体和地球的重力相互作用而产生的。对过山车来说，它的势能在处于最高点时达到了最大值，也就是当它爬升到“山丘”的顶峰时最大。当过山车开始下降时，它的势能就不断地减少（因为高度下降了），但能量不会消失，而是转化成了动能，也就是运动的能量。不过，在能量的转化过程中，由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量，从而损耗了少量的机械能（动能和势能）。这就是为什么在设计中随后的小山丘比开始时的小山丘略矮一点的原因。
过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上，下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快，这是由于重力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样，乘坐在最后一节车厢的人就能够快速地达到和跨越最高点，从而就会产生一种要被抛离的感觉，因为质量中心正在加速向。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的，否则在到达顶峰附近时，小车厢就可能脱轨飞出去。
车头部的车厢情况就不同了，它的质量中心在“身后”，在短时间内，它虽然处在下降的状态，但是它要“等待”质量中心越过高点被重力推动。
过山车的竖直立环是一种离心机装置，当列车接近回环时，乘客的惯性速度笔直地指向前方。但车厢一直沿轨道行进，使乘客的身体无法按直线运动。于是重力推着乘客离开车厢的地板，而惯性则将乘客向地板方向挤压。乘客本身的外向惯性产生惯性力，使乘客即使在头朝下时也能牢牢地停留在车厢的底部。当然乘客需要某种安全护具来保证自己的安全，但在大多数大回环中，无论有没有护具，乘客都会停留在车厢中。
当列车沿着回环移动时，作用在乘客身上的合力在不断地变化。在回环的最底部，因为加速度朝上，所以轨道对游客向上的支撑力要大于重力，此时游客可以感觉到超重的现象，即感觉特别沉重。当一路冲上回环时，重力则把乘客向地板的方向推。所以乘客会感到重力将您向座位方向挤压。
在回环的顶部，乘客完全倒转了过来，指向地面的重力以及轨道的向下的支持力想把乘客拖出座位，但支持力和重力仅与离心力平衡，即提供运动所需的向心力，此时若是飞车的速度较小，小到所产生的离心力小于重力的话，飞车就会有掉落的危险，所以，在回环顶部的时候要求有一定的速度以保证安全。同时也是由于离心力的存在，抵消了一部分重力，于是乘客会产生失重现象，感觉身体变得极轻。等列车驶出回环，沿水平方向行进，乘客又会回到原来的重力。
大回环的魅力在于，它在短短的一段轨道中塞进了丰富的元素。在几秒钟内，作用在乘客身上的力不断变化，从而让人体验到各种不同的感觉。当这些力作用于身体的各个部位时，眼睛会看到整个世界都倒了过来。对于许多过山车乘客而言，在回环顶部是整个运行过程中最精彩的一刻，人们会感到身体轻如羽毛，眼中只能看到天空。
在大回环中，竖直加速度的强度是由两个因素决定的：列车的速度和弯道的角度。当列车进入回环时，它拥有最大的动能，也就是说，它以最快的速度移动。在回环的顶部，重力已经在一定程度上降低了列车的速度，所以列车拥有更多的势能，但动能减少了，也就是说它以较低的速度移动，但速度不能够低于某一个安全行驶的速度。
过山车的设计师们最早采用的是正圆形回环。在这种设计中，一路上的弯道角度是一个常数。为了在回环顶部产生足够的竖直加速度以压迫列车紧贴轨道，设计师们必须让列车以相当快的速度进入回环（如此可使列车在回环顶部仍能快速行进）。更快的速度意味着乘客在进入回环时会受到更大的作用力，而这可能会让乘客很不舒服。
水滴形设计使这些力的平衡变得更加容易。回环顶部的弯道角度比回环侧面更急促。这样可以让列车以足够快的速度穿过回环，使之在回环顶部拥有充足的加速力，而且水滴形设计会在侧面产生较小的竖直加速度。这提供了维持过山车一切运行所需的力，而不致将过大的力施加在可能有危险的部位。
一旦过山车走完了它的行程，制动装置就会非常安全地使过山车停下来。减速的快慢是由制动气缸中气体的压力来控制的。
快的速度进入回环（如此可使列车在回环顶部仍能快速行进）。更快的速度意味着乘客在进入回环时会受到更大的作用力，而这可能会让乘客很不舒服。
2、
椭圆形（实际是水滴型）设计使这些力的平衡变得更加容易。回环顶部的弯道角度比回环侧面更急促。这样可以让列车以足够快的速度穿过回环，使之在回环顶部拥
有充足的加速力，而且水滴形设计会在侧面产生较小的竖直加速度。这提供了维持过山车一切运行所需的力，而不致将过大的力施加在可能有危险的部位。
加速度
速率
(有方向的速度)
的改变称为加速度。
一个物体加速，减速，或改变方向,
称之为加速度。
大部分大型游乐设备包括加速度。
当下坡，或急速转弯,
设备可能提高速率或加速度。
当上坡，或沿直线运动,
设备可能减小速率或减速度。
当过山车下坡，地心引力使车体运动的速度越来越快,
这是加速度。
当过山车上坡，车体运动的速度越来越慢,
这是减速度。
过山车的加速度与车体的质量和推拉的动力有直接的关系。
向心力
当过山车沿着回环运动,
向心力发生作用。向心力是物体沿着圆周运动而产生的.
例如当你沿着下滑曲线向地面运行,
地心引力使过山车沿直线作下滑运动,但是轨道是曲线的,向心力里又使过山车沿曲线运动.
乘客在过山车上的感觉是被抛离轨道,
但是地心引力又使车体的的确确运行在轨道上作圆周运动,所以指向圆周或曲线内部的动力是必须的。
对于指向圆周或曲线内部的动力,
称之为向心力。
能量(动能+势能)
能量使物体工作
动能-
正被使用的能量,
能量产生运动。
势能--被储存的能量,
以后再使用
能量的守恒定率:
能量可以从一种形式转化为另一种形式,但是不回自动生成和消失。
当马达驱动过山车攀登到达第一个坡度,
过山车储存越来越多的势能。
当重力牵引过山车沿斜坡下滑,
势能又转化为动能。
斜坡上离顶部越远，势能转化为动能就越多,
乘客能感觉到速度的加快。
在斜坡的最底部,
速度最快。
当车体攀登第二个山坡，动能又逐渐转化为势能,
过山车的速度逐渐减慢。
高度越高,意味着动能转化为势能越多。
这个动能势能的转化守恒定率,保持过山车沿轨道上下运动。
而动能的总量是保持不便,只是重一种形式转化为另一种形式。
请注意第一个山坡是过山车的最高点,为什么?
然而，一部分的能量转化摩擦力，风阻,车轮的转动和其他一些消耗能量的因素。过山车设计者充分考虑摩擦力在过山车运行中所扮演的角色。
因此设计师降低山坡设计的高度,
以保证过山车能够完全驶过山坡。
过山车能够运行是因为两个基本点:
地球引力和能量守恒。
过山车的原理你知道吗？竟是用磁力作为动力，难怪不会脱落轨道
