AKO FUNGUJE HORÁCKA HORA
Konštrukcie horských dráh majú fascinujúcu históriu, ktorá sa začína v Rusku. Predkami tohto druhu zábavy sú umelé drevené svahy pokryté ľadom, na ktoré sa spúšťali sane, ktoré nakoniec pristáli v kope piesku. Medzi historikmi boli určité rozdiely súvisiace s presným vývojom týchto saní, o ktorých niektorí tvrdia, že išlo o kolesové automobily.
Myšlienku vybudovania takéhoto prostriedku zábavy prevzali začiatkom 18. storočia od Rusov Francúzi. V tom čase sa vo všetkých kútoch Paríža objavili desiatky verejných záhrad a pre zábavu tých, čo chodili, sa organizovali hry, koncerty, plesy, predstavenia atď. V jednej z týchto záhrad bola usporiadaná prvá horská dráha. Teplejšie podnebie vo Francúzsku v porovnaní s Ruskom ovplyvnilo vývoj horských dráh. Pretože sa ľad mal tendenciu topiť, Francúzi začali stavať voskovité svahy a nakoniec k saniam pridali okraje, ktoré vyzerali ako autá.
V krátkom čase mali záhrady v Paríži každú svoju vlastnú horskú dráhu. Ich inžinieri súťažili vo vytváraní ďalších zákrut, vzostupov a pádov, nerovností atď.
Ťažba, horská dráha
Prvou americkou horskou dráhou bola prepínacia železnica Mauch Chunk, ktorá bola postavená v horách v Pensylvánii v polovici 18. storočia. Trať, ktorá bola pôvodne navrhnutá na posielanie uhlia na železnicu, bola prekonfigurovaná tak, aby umožňovala „scénické prehliadky“. Za dolár sa mohli turisti oddychovo prejsť na vrchol hory, po ktorom nasledoval atypický zjazd s chmeľom a rýchlosťou.
Aj nasledujúcich 30 rokov sa týmto malebným prechádzkam darilo, a tak sa objavili drevené horské dráhy, podobné tým, ktoré poznáme dnes. Tieto stroje boli hlavnou atrakciou v zábavných parkoch populárnych po celých Spojených štátoch, ako je Kennywood Park v Pensylvánii a Coney Island v New Yorku. S druhou svetovou vojnou výroba horských dráh poklesla, ale v 70. a začiatkom 80. rokov nastal druhý rozmach, ktorý oživil zábavný priemysel. Táto éra predstavila veľa inovatívnych horských dráh, rúrkových, oceľových.
Súčasti horskej dráhy
Horská dráha na prvý pohľad vyzerá ako osobný vlak. Skladá sa zo série prepojených automobilov pohybujúcich sa po koľajniciach. Ale na rozdiel od osobného vlaku horská dráha nemá vlastný motor alebo zdroj energie. Po väčšinu jazdy sa vlak pohybuje gravitáciou a hybnosťou. Aby ste dosiahli túto dynamiku, potrebujete vlak, ktorý sa má štartovať na vrchu dráhy alebo musí mať silný štart.
Spustenie horskej dráhy
Tradičným zdvíhacím mechanizmom je dlhá reťaz (alebo niekoľko reťazí), ktorá vedie do kopca pod dráhou. Reťaz je upevnená v slučke, ktorá je omotaná okolo ozubeného kolesa, jedného na vrchu a druhého na spodku kopca. Vlak je poháňaný jednoduchým motorom, ktorý sa nachádza v spodnej časti kopca.
Niektoré nové modely horských dráh používajú na uvedenie vlaku do pohybu systém katapultovacieho typu. Existuje niekoľko typov katapultov, ale všetky robia skoro to isté. Namiesto toho, aby vlak posunuli do kopca, aby sa vytvoril energetický potenciál, tieto systémy naštartujú vlak s kinetickou energiou v krátkom čase.
Populárnym katapultovacím systémom je lineárny indukčný motor. Lineárny indukčný motor využíva elektromagnety na vytvorenie dvoch magnetických polí - jedného na trati a druhého na spodnej časti vlaku - ktoré sú navzájom priťahované. Hlavnými výhodami tohto systému sú rýchlosť, účinnosť, životnosť, presnosť a manévrovateľnosť.
Ďalším populárnym systémom je použitie desiatok kolies, ktoré sa otáčajú, aby spustili vlak. Kolesá sú usporiadané v dvoch susedných radoch pozdĺž trate, ktoré tlačia vlak dopredu.
Ako každý vlak, aj horská dráha potrebuje brzdový systém, aby sa mohla presne zastaviť na konci jazdy alebo v prípade núdze. V horskej dráhe nie sú brzdy zabudované vo vlaku, ale sú zabudované v železnici pod ním.
Tento systém je veľmi jednoduchý. Séria svoriek je umiestnená na konci dráhy a na niekoľkých ďalších brzdných bodoch. Centrálny počítač ovláda hydraulický systém, ktorý zatvára tieto svorky, keď je potrebné vlak zastaviť.
Ruská fyzika a hory
Účelom počiatočného stúpania na horskej dráhe je vybudovať akýsi druh potenciálnej energetickej nádrže. Koncept potenciálnej energie, často označovaný ako pozičná energia, je veľmi jednoduchý: pri stúpaní vlaku zasahuje gravitačná sila a jeho váha ho dokáže stiahnuť do väčšej vzdialenosti. Tomuto javu čelíte neustále, premýšľate o jazde autom, bicyklovaní alebo ťahaní sánok na vrchol veľkého kopca. Potenciálna energia, ktorú generujete cestou do kopca, sa môže uvoľniť ako kinetická energia - energia pohybu, ktorá vás zrazí.
Pretože pohybujúci sa objekt má tendenciu zostať v pohybe (Newtonov prvý zákon), vlak si udrží svoju rýchlosť, aj keď sa pohybuje po trati, samozrejme s gravitačnou silou. Keď vlak na svojej trase vystúpi na jeden z malých kopcov, kinetická energia sa zmení späť na potenciálnu energiu. Týmto spôsobom priebeh trate neustále prevádza energiu z kinetiky na potenciálnu a naopak.
Táto fluktuácia zrýchlenia je to, čo robí horskú dráhu tak zábavnou. Vo väčšine horských dráh kopce klesajú, keď sa pohybujete po chodníku. Je to nevyhnutné, pretože celková energetická nádrž postavená na zdvíhacom kopci sa postupne stráca v dôsledku trecej sily medzi vlakom a traťou, ako aj medzi vlakom a vzduchom.
Na svojej najzákladnejšej úrovni je horská dráha - auto, ktoré využíva gravitáciu a zotrvačnosť na odoslanie vlaku po špeciálnej trati.
Senzácie, ktoré ponúkajú horské dráhy
V okamihu, keď ste na horskej dráhe, vaše telo zvláštnym spôsobom pocíti zrýchlenie. Keď stroj naberie rýchlosť, skutočnou silou, ktorá na vás pôsobí, je sedadlo, ktoré tlačí telo dopredu. Ale kvôli zotrvačnosti svojho tela budete cítiť silu pred sebou, ktorá vás tlačí do kresla. Teda pocítite zrýchlenie, ktoré príde z opačného smeru. Táto sila (pre zjednodušenie ju budeme nazývať akceleračná sila) sa cíti presne ako sila gravitácie, ktorá vás priťahuje na Zem. V skutočnosti sa akceleračné sily merajú v G-silách, kde 1 G sa rovná gravitačnej akceleračnej sile v blízkosti zemského povrchu (9,8 m/s2 alebo 32 ft/s2).
Keď sa nachádzate na horskej dráhe, všimnete si, že zrýchlenie a poloha vozidla smerom k zemi sa neustále menia, vďaka čomu pôsobia gravitačné sily a zrýchlenie niekoľkými zaujímavými spôsobmi. Keď prejdete strmým kopcom, gravitácia vás stiahne dole, zatiaľ čo akceleračná sila vás zdvihne hore. Pri určitej rýchlosti zrýchlenia sa tieto protichodné sily navzájom vyrovnávajú, čo vo vás vyvoláva pocit beztiaže - rovnaký pocit, aký má parašutista vo voľnom páde. Ak akceleruje dostatočne rýchlo dole, akceleračná sila prevyšuje gravitačnú silu, vďaka čomu sa cítite, akoby vás ťahali. Ak zrýchľujete, v strmom kopci sa akceleračná sila a gravitácia potiahnu približne rovnakým smerom, vďaka čomu sa budete cítiť oveľa ťažšie ako zvyčajne.
Jazda na horskej dráhe má na vaše telo zvláštny vplyv, pretože vaše telo nie je úplne pevné - je zložené z niekoľkých spojených častí. Keď sa vaše telo zrýchli, každá jeho časť sa zrýchli individuálne. Lavica vás tlačí dozadu, svaly za vami tlačia niektoré orgány, ktoré zase tlačia ďalšie orgány. Preto budete cítiť prechádzku celým telom.
Za normálnych okolností všetky časti tela navzájom tlačia kvôli neustálej gravitačnej sile. Ale pri „voľnom páde“, keď stroj klesá rýchlosťou z kopca, na vás nepôsobí takmer žiadna sila. V takom prípade sa časti tela nebudú na seba toľko tlačiť. Vytvorený pocit je, že by nevážili. Žalúdok je zrazu veľmi ľahký, pretože je tu menšia tlačná sila, ktorá vám dáva pocit prázdnoty. To isté sa stane, keď cestujete v údolí rýchlosťou, autom alebo vystúpite z výťahu.
Na horskej dráhe tieto vnemy dopĺňajú najrôznejšie vizuálne podnety - otočí sa - „hore nohami“, závratné výšky a štruktúry prechodného typu. Vizuálne stopy sú dôležitou súčasťou prechádzky, pretože vám povedia, čo ďalej. Vaše telo nemusí vždy cítiť rýchlosť, ale určite to pocíti vždy, keď dôjde k zmene rýchlosti (zrýchlenia).