211service.com
Design af den perfekt glatte rutsjebanetur
En af de udfordringer, som rutsjebanedesignere står over for, er at kontrollere de kræfter, deres passagerer oplever, når de tager turen.
Kræfterne i et lodret plan er enkle at angive. De er summen af tyngdekraften, der trækker ned og enhver centrifugalkraft, der afhænger af krumningsradius og virker normalt på sporet.
Det nemmeste spor at designe er cirkulært, men det giver problemer. I praksis fører dette til en ubehagelig stor tidsvariation af normalkraften, siger Arne Nordmark og Hanno Essat, KTH Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm. Så designere er tvunget til at stole på andre mere komplekse former, såsom clothoid .
Så et rimeligt spørgsmål at stille er, hvilken form skinnerne skal have for at levere en konstant jævn normalkraft til en passager, der tager turen. Sådan en rutsjebane ville tilbyde den perfekte glatte tur.
(Et mærkeligt træk ved Nordmark og Essats analyse af dette problem er, at de siger, at det er matematisk relateret til Keplers problem med planetbevægelse. Hvem havde gættet det.)
Svaret, siger svenskerne, er formerne på billedet ovenfor. Disse ser endnu ikke ud til at have et navn – Nordmark og Essat kalder dem Case 1-baner. Læsere af arXiv-bloggen vil helt sikkert have bedre ideer. Forslag i kommentarfeltet tak.
Ref: arxiv.org/abs/1007.1394 : Den komfortable rutsjebane – på form af spor med konstant normal kraft