211service.com
De perfect soepele achtbaanrit ontwerpen
Een van de uitdagingen waarmee ontwerpers van achtbanen worden geconfronteerd, is het beheersen van de krachten die hun passagiers ervaren tijdens het rijden.
De krachten in een verticaal vlak zijn eenvoudig aan te geven. Ze zijn de som van de zwaartekracht die naar beneden trekt en elke centrifugaalkracht die afhangt van de kromtestraal en normaal werkt op het spoor.
De eenvoudigste baan om te ontwerpen is cirkelvormig, maar dit veroorzaakt een probleem. In de praktijk leidt dit tot onaangenaam grote tijdsvariaties van de normaalkracht, zeggen Arne Nordmark en Hanno Essat van het KTH Royal Institute of Technology in Stockholm. Dus ontwerpers zijn gedwongen te vertrouwen op andere, meer complexe vormen, zoals de clothoïde .
Dus een redelijke vraag om te stellen is welke vorm de sporen moeten hebben om een constante soepele normaalkracht te leveren aan een passagier die de rit maakt. Zo'n achtbaan zou de perfecte soepele rit bieden.
(Een merkwaardig kenmerk van Nordmark en Essats analyse van dit probleem is dat ze zeggen dat het wiskundig verband houdt met Keplers probleem van planetaire beweging. Wie had dat geraden.)
Het antwoord, zeggen de Zweden, zijn de vormen in de afbeelding hierboven. Deze lijken nog geen naam te hebben - Nordmark en Essat noemen ze Case 1-trajecten. Lezers van de arXiv Blog zullen vast betere ideeën hebben. Suggesties in de commentarensectie alstublieft.
Referentie: arxiv.org/abs/1007.1394 : De comfortabele achtbaan - in de vorm van sporen met constante normaalkracht