Es gibt zwei aerodynamische Hauptkräfte, die Achterbahnen beeinflussen:Luftwiderstand und heben . Der Widerstand ist die Kraft, die der Bewegung eines Objekts durch eine Flüssigkeit entgegenwirkt, während der Auftrieb die Kraft ist, die ein Objekt in der Luft hält.
Ziehen entsteht durch die Reibung zwischen der Oberfläche des Untersetzers und der Luft. Je schneller die Achterbahn fährt, desto mehr Luftwiderstand erfährt sie. Der Luftwiderstand kann reduziert werden, indem das Design der Achterbahn rationalisiert und die freiliegende Oberfläche minimiert wird.
Heben entsteht durch den Luftdruckunterschied zwischen der Ober- und Unterseite der Bahn der Achterbahn. Je schneller die Achterbahn fährt, desto größer ist der Luftdruckunterschied und desto mehr Auftrieb wird erzeugt. Der Auftrieb kann durch Erhöhen des Anstellwinkels der Bahn der Achterbahn erhöht werden.
Das Zusammenspiel von Widerstand und Auftrieb bestimmt die Geschwindigkeit, mit der eine Achterbahn fahren kann. Um hohe Geschwindigkeiten zu erreichen, müssen Achterbahnen so konstruiert sein, dass sie den Luftwiderstand minimieren und den Auftrieb maximieren.
Hier sind einige konkrete Beispiele dafür, wie sich die Aerodynamik auf die Geschwindigkeit von Achterbahnen auswirkt:
* Die Form der Autos der Achterbahn: Achterbahnautos sind normalerweise stromlinienförmig, um den Luftwiderstand zu verringern. Sie sind außerdem häufig mit Spoilern und anderen aerodynamischen Vorrichtungen ausgestattet, die zur Auftriebserzeugung beitragen.
* Der Winkel der Bahn der Achterbahn: Der Winkel der Bahn der Achterbahn bestimmt, wie viel Auftrieb erzeugt wird. Steilere Strecken erzeugen mehr Auftrieb und ermöglichen der Achterbahn höhere Geschwindigkeiten.
* Die Geschwindigkeit der Achterbahn: Je schneller die Achterbahn fährt, desto mehr Luftwiderstand erfährt sie. Das bedeutet, dass Achterbahnen ihre Höchstgeschwindigkeit nur auf langen, geraden Streckenabschnitten erreichen können.
Aerodynamik ist ein komplexes Forschungsgebiet, aber für das Verständnis der Funktionsweise von Achterbahnen unerlässlich. Durch das Verständnis der aerodynamischen Kräfte, die auf Achterbahnen wirken, können Designer Fahrgeschäfte schaffen, die sowohl sicher als auch aufregend sind.
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