science >> Wetenschap >  >> Fysica

De fysica van een speeltuin Slide

De wetten van de fysica kunnen direct worden geraadpleegd bij het onderzoeken van hoe een dia van een speeltuin werkt. Verschillende krachten hebben invloed op de efficiëntie van een glijbaan, met als meest voor de hand liggende de zwaartekracht. Zwaartekracht is een constante kracht die zichzelf uitoefent op alles wat massa heeft. Zwaartekracht is echter niet de enige kracht die de snelheid of versnelling bepaalt van een object of persoon die door een dia loopt.

Zwaartekracht

De zwaartekracht van de aarde oefent een neerwaartse kracht uit op alles de planeet. Wanneer iemand op de top van een dia zit, is zwaartekracht de constante kracht die de persoon rechtstreeks naar beneden trekt. Zonder dat de zwaartekracht iemand zou trekken, zou een dia helemaal niet werken. Zwaartekracht is een kernfysisch concept dat bijna alles beïnvloedt, inclusief speeltoestellen.

Wrijving

Hoewel zwaartekracht een essentieel element is van de fysica van een glijbaan, is wrijving even belangrijk. Wrijving werkt tegen de zwaartekracht om de afdaling van een persoon op een dia te vertragen. Wrijving is een kracht die optreedt wanneer twee objecten tegen elkaar wrijven, zoals een dia en de achterkant van een persoon. Zonder wrijving zou een glijbaan de rijder te snel accelereren, met mogelijk letsel tot gevolg. Bepaalde materialen die smeermiddelen worden genoemd, kunnen de effecten van wrijving verminderen. Dit is de reden waarom waterparkglijbanen veel sneller zijn dan glijbanen voor de speeltuin; het water werkt als een smeermiddel. Zittend op vetvrij papier kan ook de hoeveelheid wrijving verminderen.

Inertie

Newton's eerste bewegingswet stelt een fysica-concept vast dat inertie wordt genoemd. Volgens The Physics Classroom kan de wet van Newton worden samengevat als: "Een object in rust blijft in rust en een bewegend object blijft met dezelfde snelheid en in dezelfde richting in beweging tenzij gehandeld door een ongebalanceerde kracht." Het object (de persoon) staat boven aan de dia stil. Het object, of de persoon, blijft in rust totdat hij wordt gepusht, door hemzelf of door iemand anders. Na het pushen accelereert hij totdat hij een maximale snelheid bereikt en in beweging blijft totdat hij wordt gestopt door een andere kracht. Dit is inertie.

Kinetische en potentiële energiebronnen

Als een persoon voor het eerst boven aan een dia zit, bevat deze potentiële energie. Potentiële energie is opgeslagen energie en bestaat in elk object of in staat om te vallen of te bewegen. Terwijl ze begint te glijden, wordt de potentiële energie omgezet in kinetische energie. Elk object dat in beweging is, bevat kinetische energie. De hoeveelheid kinetische energie is afhankelijk van massa en snelheid. Dus, de kinetische energie van een persoon die van een dia afglijdt, hangt af van hoeveel de persoon weegt en hoe snel de persoon gaat, wat onderling samenhangende factoren zijn. Ongeacht op welke manier iemand door een dia reist en ongeacht welke hoek, die persoon bevat kinetische energie.