동역학으로 롤러코스터 분석

후렌치 레볼루션(롤러코스터의 종류)은 110Kw의 전동 체인에 이끌려 레일의 정상에 오른 뒤, 체인과 연결된 고리가 풀리면서 동력 공급 없이 중력만으로 달리게 된다. 즉, 높은 곳에서 자전거를 타고 내려오면 페달을 밟지 않아도 되는 것과 같은 원리로 정상에서의 위치에너지가 내려올 때 운동에너지로 바뀌면서 달리게 되는 것이이다.
- 후렌치 레볼루션의 속도와 에너지의 관계 -
속도는 에너지와 관계가 깊습니다. 에너지란 운동에너지와 위치에너지를 합한 것으로 후렌치 레볼루션은 체인에 의해 정상에 오르는 동안 위치에너지를 갖게 되고, 중력에 의해 내려올 때는 이 위치에너지가 운동에너지로 바뀌면서 속도가 생기게 되는 것이죠. 이때 기차가 갖는 에너지는 운동에너지와 위치에너지를 합한 것으로 언제나 일정합니다. 따라서, 위치에너지가 가장 큰 지점에서 속력이 가장 느리고, 위치에너지가 가장 작은 지점에서 속력은 가장 빠르답니다. 후렌치 레볼루션의 가장빠른 속도는 시속 83km 정도이며, 가장 느릴 때는 시속 45km 정도 입니다.
거꾸로 매달려 달리지만 떨어지지 않는 이유는 원심력 때문이다. 원심력은 회전운동을 하는 물체에…(생략)