LA FÍSICA EN LAS ATRACCIONES

La Física en el parque de atracciones

Araceli Delgadillo Blanco 4ºA

La Física

en el parque de atracciones

Conozcamos las atracciones

• Carrusel
• Montaña rusa
• Tazas giratorias
• Coches de choque

Carrusel

Un carrusel es un medio de diversión consistente en una plataforma rotatoria con asientos para los pasajeros. Tradicionalmente los "asientos" poseen formas de caballos de madera u otros animales, los cuales en muchos casos son desplazados mecánicamente hacia arriba y hacia abajo para simular el galope de un caballo.

Partes de un Carrusel 1

Partes de un Carrusel 2

Partes de un Carrusel 3

Montaña rusa

Las montañas rusas se aprovechan de la aceleración que produce la fuerza gravitacional para funcionar, es decir, la fuerza de la gravedad es la responsable de todos los movimientos. Por eso, el trayecto inicial de cualquier montaña rusa es un descenso. Este descenso genera el impulso que necesitan los vagones para recorrer todo el camino.

Velocidad

Aceleración

Fuerza

Tazas Giratorias

Las tazas giratorias, también conocidas como «tazas y platillos», “tazas de té” o «tazas locas», son una atracción clásica que se ha mantenido presente en ferias y parques de atracciones desde su creación a principios del siglo XX. La atracción consiste en varias tazas grandes y decorativas que están unidas a un plato giratorio en el centro. Cada taza tiene un volante en el centro para que los visitantes puedan sujetarse mientras giran.

Partes

Producción del movimiento

Coches de Choque

Son vehículos eléctricos que funcionan mediante una batería que hacen contacto con unos cables de cobre que se encuentran debajo del carro y en la parte superior de las varillas que llegan al techo produciendo energía eléctrica y es así como obtienen su movimiento

La pista

Coche y energía

Características

Actuación de la física

• Carrusel
• Montaña rusa
• Tazas giratorias
• Coches de choque

Implicación de la física

Movimiento

Fenomenos Físicos

• Fuerza Centrípeta
• Aceleración
• Energía
• Fuerza
• Fuerza gravitacional
• Inercia
• Energía cinética
• Masa
• Segunda y Tercera Ley de Newton sobe el movimiento
• Peso
• Energía potencial

Presenta un movimiento circular porque su trayectoria genera una curva en todos sus puntos que se encuentra a la misma velocidad del centro. Este movimiento puede ser unforme o acelerado, En el primer caso mantiene constante unicamente el módulo de velocidad ya que el sentidoy la dirección varia constantemente. Bajo este concepto siempre existe aceleración en un movimiento circular, pues su velocidad siempre cambia en el tiempo.No debemos confundir que un movimiento circular es uniforme cuando su rápidez es constante.

Implicación de la física

Etapas de la Física

Funcionamiento Físico

Las montañas rusas se aprovechan de la aceleración que produce la fuerza gravitacional para funcionar. Para ello, nosotros debemos aportar energía al sistema, bien en forma de energía cinética (velocidad, con un sistema de lanzamiento) o en forma de energía potencial (altura, con un ascensor); tras esto, ambas energías se van transformando la una en la otra, según el diseño del recorrido: en los puntos de mayor altura del recorrido, el tren alcanza el máximo valor de energía potencial, en los puntos menor altura, alcanza su máximo valor de energía cinética. Al final, la energía se acaba perdiendo del sistema, se transforma en energía calorífica (calor) y energía sonora (sonido) debido a las fuerzas de rozamiento y la resistencia del aire.

• Gravedad
• Energía acumulada.
• Movimiento controlado.
• Impulsión inicial.
• Cálculo correcto
• Última parada.

Implicación de la física

Movimiento de los pasajeros

El movimiento del pasajero está compuesto por uno de rotación principal y por cambios permanentes de posición dentro de la plataforma. De esta manera, mientras gira, la distancia del pasajero al centro del juego es variable y en cada acercamiento o alejamiento del eje central, su velocidad tangencial cambia. Cuando el pasajero está cerca del eje, adopta cierta posición de comodidad en la taza, moviéndose a una cierta velocidad en esos instantes, pero el mecanismo de rotación del juego gira los platos y lo obliga a alejarse del centro. En este juego pueden experimentarse momentos de suave movimiento y otros con sacudones pronunciados. Si, además, el pasajero hace rotar a la taza sobre sí misma torciendo el volante que la taza lleva incorporado, estos sacudones lo encontrarán de frente al sentido de movimiento, de perfil o de espaldas, lo que modifica todo el tiempo su percepción de los cambios que experimenta en la dirección y el sentido de su movimiento.

Implicación de la física

Las leyes de Newton

Cuando se da el choque, participan el choque elástico y la tercera ley de Newton. Dando un movimiento constante que solo al chocar altera su movimiento. Ya que tanto los carros como los pasajeros conservaron su energía cinética haciendo un tipo de rebote que no altera los cuerpos y en este caso un un carro ejerce una fuerza sobre otro carro y este a su vez aplica otra fuerza igual a la del otro carro

Webgrafía

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Medidas de seguridad

Los carruseles están equipados con elementos de seguridad como pasamanos y cinturones de seguridad. Además, la velocidad de rotación se regula cuidadosamente para garantizar un viaje cómodo y agradable para todos.

Mecanismos de conducción

Algunos carruseles incorporan elementos interactivos que permiten a los pasajeros controlar el movimiento de sus animales. Otros integran pantallas multimedia, proyectando imágenes cautivadoras en el paisaje circundante.

Pavimento

El pavimento donde circulan los coches está hecho de metal, que entra en contacto con el cepillo que se aloja debajo de los vehículos. De esta manera, interactúan con las tiras y generan tensión que traspasa la energía al coche.

Malla de Metal

se decide introducir la malla de metal que se aloja en el techo que está conectada al poste del coche. De esta forma, los vehículos están conectados por una corriente eléctrica que pasa a través del suelo hacia la malla.

Partes que conforman las tazas giratorias

Consiste de una plataforma circular que gira en torno de un eje fijo central vertical. La plataforma tiene a su vez partes móviles que los mecanismos hacen girar respecto de ejes que no coinciden con el principal. Por cada vuelta de la plataforma, cada plato gira tres veces en un sentido de rotación opuesto al de la plataforma. Es decir, la velocidad angular del plato es el triple de la velocidad angular de la plataforma. Esto es posible por la combinación de motores y operadores mecánicos del juego. Cada uno de esos platos tiene tres tazas que también pueden girar respecto de sus propios ejes. Las personas van sentadas en las tazas y mediante un volante pueden ponerlas a girar respecto de un eje que pasa por el centro de las tazas.

Fuerza centrífuga

Es la encargada de tirar a los pasajeros hacia afuera en todos los cambios de dirección bruscos. Así, en los tramos donde actúa, si aparece con mucha fuerza, puede llegar a equilibrarse con la fuerza de gravedad, la que está atrayendo a tu cuerpo hacia el suelo, contrarrestándola y haciendo que dejes esa sensación. De esa forma, dejarás de notar el peso de tu cuerpo, experimentando una curiosa sensación de flotación.

Importancia

¿Cómo se crea?

La velocidad es, sin duda, uno de los aspectos que más impactan a la hora de montar en una montaña rusa. Así, durante todo el recorrido, los diseñadores consiguen jugar con ese factor, aumentando y disminuyendo la velocidad en los diferentes tramos mientras crean un recorrido completamente dinámico.

Al principio del viaje, empiezas a subir la primera colina, la más alta para permitirte alcanzar la máxima velocidad y tomar impulso para atravesar todo el recorrido, estarás determinando la velocidad inicial de la atracción. Y es que, a mayor altura que alcances, acumularás mayor energía potencial, la debida a la distancia con el suelo, de manera que, al ir descendiendo, toda ella se irá transformando en energía cinética, la energía del movimiento, y crea la velocidad.

Características

En el trabajo durante la deformación de los cuerpos como el aumento de su energía interna se obtiene a costa de la energía cinética de los mismos antes del choque. En cualquier caso, aunque no se conserve la energía cinética, sí se conserva el momento lineal total del sistema

Estructura

Los carruseles suelen estar compuestos de varios niveles o gradas, cada uno adornado con animales u otros elementos decorativos. Estas gradas están sostenidas por un marco de vigas y columnas, lo que garantiza estabilidad y seguridad para los pasajeros.

Mecanismos de conducción

Los carruseles tradicionales cuentan con animales estacionarios montados en postes, lo que permite a los pasajeros disfrutar de un suave movimiento hacia arriba y hacia abajo.

Rotación

Para lograr el movimiento circular, los carruseles emplean un sistema de engranajes y correas. La fuerza de rotación del motor se transmite al eje central a través de estos mecanismos, lo que hace que todo el carrusel gire con gracia. Los engranajes y cinturones están cuidadosamente calibrados para garantizar una rotación suave y equilibrada,

Funcionaminto Interno

Comienza con un eje central, alrededor del cual gira el carrusel. Este eje está conectado a un motor que proporciona la potencia necesaria para poner en movimiento el carrusel.

Influencia de los vagones

Sin embargo, a medida que avances por la atracción, la fricción que hace tu carrito con los raíles, así como la resistencia que opone el aire, irán frenándote y disminuyendo tu velocidad.

Aceleración

Estos cambios de velocidad se conocen como aceleración, la cual podrá ser positiva si consisten en un aumento de la velocidad o negativa si, por el contrario, esta disminuye. Se trata de un concepto muy importante pues, no solo se van a producir durante las subidas o bajadas de colinas, sino que, por ejemplo, la aceleración aparecerá en las curvas cerradas enmascarada bajo el nombre de aceleración centrífuga, la cual se siente como esa notable fuerza que tira de ti hacia afuera.

Producción del movimiento

Para producir la rotación de la plataforma hace falta un motor potente, y para que los platos giren de la manera en que lo hacen se necesita un mecanismo de transmisión especial. Esto se consigue gracias a él sistema de dos poleas y correa cruzada para invertir el sentido de rotación de una polea respecto de la polea motriz. Hacen falta un par de poleas multiplicadoras vinculadas por una correa que sólo con cruzarla logre la inversión del sentido de giro. Si la polea central del juego gira a una velocidad angular dada, la polea desplazada tiene que tener un tercio del diámetro de la primera y girará con el triple de velocidad angular. Con la correa cruzada, lo hará en sentido inverso.

Coches

Estos cuerpos no se deforman debido a que los coches tienen a su alrededor una goma que los protegen de los choques. La principal característica de ese tipo de choque es que existe una disipación de energía

Energía Cinética

Funciona con energía cinética la cual posee debido a su movimiento.Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada.