Física de las atracciones

Física de las atracciones

Las montañas rusas como el Dragón Khan no funcionan con motores. Su propulsión se debe principalmente a la fuerza de la gravedad. De forma simplificada, en una montaña rusa se sube un vagón/cochecito a un punto muy alto y después se lo deja caer. Ciertamente todas las subidas, bajadas, loops y giros han de estar muy bien calculados para que el vagón ¡no se quede a medio camino!

Energía potencial y cinética

Cuando el vagón se encuentra en su punto más alto de la montaña rusa acumula "energía potencial". Después, esta energía se transforma en "energía cinética". Es decir, movimiento. Cuando el vagón sube un tramo vertical, gana energía potencial, que después reconvierte en energía cinética al bajar.

Fricción

El rozamiento entre las ruedas del vagón y las vías hace que una parte de la energía potencial se transforme en calor, que calienta estas piezas, con detrimento de la energía cinética. Si no hubiera esta fricción, la energía potencial acumulada al comienzo sería suficiente para completar cualquier recorrido siempre que no hubiera ningún tramo más alto que el punto de partida.

Velocidad y aceleración

En cada instante, el vagón trae una velocidad determinada. Por ejemplo, el Dragón Khan en algunos puntos de su circuito alcanza 110 km/h. Esto quiere decir que si se moviera siempre a esta velocidad, le haría falta una hora para hacer un desplazamiento de 110 km. Aun así, a lo largo del recorrido la velocidad varía muy a menudo. Estas variaciones de velocidad se denominan aceleraciones. Cuidado: una desaceleración no es nada más que una aceleración negativa, es decir, una reducción de la velocidad. La aceleración puede ser cero aunque el vagón vaya a gran velocidad (si es que ésta velocidad no varía).

Un objeto lanzado con una cierta velocidad horizontalmente al aire, sigue desplazándose paralelamente al suelo, pero al mismo tiempo experimenta una aceleración hacia bajo, debida a la fuerza de la gravedad. Por esto, su trayectoria se encorva resiguiendo una línea característica denominada parábola. Algunos tramos de las montañas rusas simulan esta trayectoria, y por eso nos dan la sensación de estar encima de un proyectil.

Bajando este tramo de la atracción, el vagón no sigue el camino parabólico natural. Las vías hacen una fuerza sobre el vagón que equilibra parcialmente la de la gravedad. Aun así, cuanto más inclinada es la bajada, más importante es la contribución de la fuerza de la gravedad en la dirección del movimiento. Por eso, cuanto más inclinado es un tramo, mayor es la aceleración que experimenta el vagón.

Cuando el vagón entra en un loop se ve obligado a cambiar su trayectoria para reseguir las vías. La fuerza que las vías ejercen sobre el vagón se denomina "centrípeta", porque se orienta hacia el centro del loop.

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