Post on 17-Dec-2014
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Montanha Russa
Escola Secundária/3 de Carregal do Sal
Área de Projecto Ano Lectivo: 2006/2007
EVOLUÇÃO da MONTANHA RUSSA:
Surge entre os séculos XV e XVI, na Rússia– Grandes escorregas de gelo
– Em madeira
– Assentos: trenós com buracos cheios de palha
• As pessoas tinham de subir a pé até ao pontomais alto para finalmente experimentarem asensação do agradável passeio para baixo
1784: Primeira M.R. com rodas na Rússia
1846: 1º looping com 3,96m de diâmetro, emParis
1884: La Marcus executa uma M.R (Switchback
Railway ) que atinge os 9,6km/h
1885: La Marcus patenteia a primeiraMontanha Russa
EVOLUÇÃO da MONTANHA RUSSA:
1912: 1ª M.R. “underfriction”, desenvolvido por JohnMiller
1959: Disneylândia introduz um novo design com oaço tubular
1977: Loop começaram a ter a clotóide (curva deEuleur)
• Hoje em dia, ainda se constroem M.R. de madeira
EVOLUÇÃO da MONTANHA RUSSA:
CIÊNCIA NA MONTANHA RUSSA
• Projectistas usam princípios descobertosacerca de 300 anos.
• O trajecto:– O vagão é puxado até ao ponto mais alto da
M.R.• Quanto mais alto for o ponto, maior será a
energia potencial do carro
– A energia potencial e a energia cinética são as duas facesda energia mecânica
– Depois de ultrapassar o topo do ponto de partida, ovagão escorrega apenas por acção da força gravítica
– A velocidade obtida na descida é usada para superar a próxima subida
• Durante o trajecto, a energia mecânica é tambémutilizada para mover geradores que fornecemelectricidade às lâmpadas que iluminam amontanha
CIÊNCIA NA MONTANHA RUSSA
– Atrito é a única força capaz de deter o carro• Na ausência total deste, a viagem não teria fim
• Se o atrito fosse máximo, o vagão não sairia do mesmo sítio
• NEWTON:– 1ª Lei de Newton: Um corpo permanece em repouso ou
em movimento uniforme até que uma força seja exercidasobre ele
E se uma força, com o sentido do movimento, forexercida continuamente sobre o carro?• A força produziria um aumento da velocidade, ou seja,
aceleraria o carro
• 2º lei de Newton
CIÊNCIA NA MONTANHA RUSSA
– 2ª lei de Newton:
• p. e., em queda livre, o carrinho sofre a acção da força da gravidade, logo acelera
– 3ª Lei de Newton: Para toda a força exercida sobre um corpo, surge outra igual, em sentido contrário• p. e. as forças que actuam no vagão (reacção normal e o peso)
maF
CIÊNCIA NA MONTANHA RUSSA
RECORDES
• A mais radical:– Top Thrill Dragster, parque Cedar Point; Ohio,
EUA• Uma única subida, uma única descida
• Alcança 193 km/h, chega a 128m de altura e tem 122m de queda livre
• Inclinação de 90º
• 6 vagões , com capacidade para 18 passageiros
• A volta dura 30s
• Vagões puxados por um cabo ligado a motoreshidráulicos instalados na pista– Os cilindros dos motores contêm nitrogénio
comprimido e óleo hidráulico
» O nitrogénio faz o carro ganhar velocidadepara a subida de 128m
• Quando atinge os 193km/h, o cabo solta-se e ocarrinho sobe a montanha devido à inércia
- O que acontece durante o percurso?
RECORDES
• Maior trecho coberto:– Space Mountain , parque Disneylândia;
Califórnia, EUA• 1054 m no escuro
• Percorridos em 2min e 54s
RECORDES
• Maior looping:– Viper, parque Six Flags; EUA
• Volta completa com 42 m de altura
RECORDES
• Maior trilho invertido:– Wicked Twister, parque Cedar Point; Ohio, EUA
• 115km/h
• 65,5m de altura
• 62,7m de queda
RECORDES
• Mais comprida:– Steel Dragon 2000, parque Nagashima Spaland;
Japão• 2479 m de comprimento• Trecho de 95m
RECORDES
• Mais antiga em funcionamento:– Leap The Dips, parque Lakemon Park;
Pensilvânia• Construída em 1902
• Em madeira
RECORDES
• A mais conhecida:– The Cyclone, parque Coney Island; Brooklyn
• 1927
• Em madeira
RECORDES
CURIOSIDADES
A NASA anunciou que construirá uma M. R. para auxiliar o escape de astronautas da almofada de lançamento numa emergência.
SEGURANÇA• Acidentes:
– 5 de Setembro de 2003, na Disneylândia, um morto devido à falta de manutenção
• Estatísticas:– Em 2001, apenas 134 visitantes necessitaram de
hospitalização– 2 mortos por ano
• Probabilidade de sofrer um acidente:– 1 em 1 milhão
A NOSSA MONTANHA RUSSA
• Material:– Base em madeira
– Mangueira de nível com 10 mm de diâmetro
– Ferro
– Esfera
• Princípios seguidos na construção :– Lei da conservação da energia mecânica(1777, Lagrange)
– Princípio da conservação da energia mecânica:A energia pode variar de forma (química, eléctrica,
magnética, mecânica, térmica, etc.) e pode ser convertidade uma forma em outra, no entanto a sua soma total éconstante. (Julius Robert von Mayer )
A NOSSA MONTANHA RUSSA
- 2ª Lei de Newton•Regras para o bom funcionamento:
–Velocidade no topo do looping:
–Altura mínima para descrever o loop:
–Condições de segurança:» Topo:
Nota: todos estes cálculos foram feitos desprezando o atrito
A NOSSA MONTANHA RUSSA
rh 5,2
rgvtopo
0N
maF
OS NOSSOS CÁLCULOS
cmrrrh 325,280,05,2
Raio do looping
CÁLCULOS SEM ATRITO
177,18,932,0 msvvrgv
Velocidade no topo do loop
AGRADECIMENTOS
• António Pais
• José Ferreira
• José Fidalgo
Realizado por
Rita Paise
Daniela Pais
nº 3, nº 5, 12º A