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Warum ist die Schleife einer Achterbahn kein perfekter Kreis?

Die Schleife einer Achterbahn ist aufgrund der Kräfte, die auf den Zug einwirken, wenn er durch die Schleife fährt, kein perfekter Kreis. Zu diesen Kräften gehören Schwerkraft, Trägheit und Zentrifugalkraft.

Schwerkraft zieht den Zug nach unten in Richtung Boden, während Trägheit widersteht der Bewegungsänderung des Zuges. Zentrifugalkraft ist hingegen eine Kraft, die vom Rotationszentrum nach außen wirkt.

Wenn der Zug in die Schleife einfährt, wird er durch die Schwerkraft nach unten gezogen und durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrückt. Dadurch drückt der Zug gegen die Gleisunterseite. Wenn der Zug das obere Ende der Schleife erreicht, wird er immer noch von der Schwerkraft nach unten gezogen, aber die Zentrifugalkraft wirkt jetzt in die entgegengesetzte Richtung. Dadurch drückt der Zug gegen die Gleisoberkante.

Die Form der Schleife soll diese Kräfte ausgleichen, sodass der Zug über die gesamte Schleife hinweg einen konstanten Druck auf das Gleis ausübt. Wenn die Schleife ein perfekter Kreis wäre, würde der Zug am oberen Ende der Schleife einen plötzlichen Anstieg der Zentrifugalkraft erfahren. Dies könnte dazu führen, dass der Zug entgleist.

Durch die Gestaltung der Schleife mit einer leicht ovalen Form können Ingenieure die Zentrifugalkraft reduzieren, der der Zug ausgesetzt ist. Dies macht die Runde für die Fahrer sicherer und angenehmer.

Hier ist ein Diagramm, das die Kräfte veranschaulicht, die auf einen Achterbahnzug wirken, wenn dieser durch eine Schleife fährt:

[Bild einer Achterbahn, die durch eine Schleife fährt, mit Pfeilen, die die Kräfte der Schwerkraft, Trägheit und Zentrifugalkraft zeigen]

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