Montanha-russa

Os equipamentos da  montanha-russa utilizam princípios da Física para simular situações que nos  proporcionam sensações fortes para divertimento. Uma das sensações que se pode experimentar neste tipo de equipamento, muito diferente de tudo a que estamos habituados, é a de queda livre.

 A utilização do equipamento não oferece qualquer perigo se estiver em boas condições de manutenção. As forças que actuam durante todo o percurso são bem conhecidas e controladas, o que não acontece em muitas outras actividades tanto de lazer como desportivas. No entanto, existem parâmetros de segurança a cumprir como, por exemplo, a idade e a altura. Isto porque estes sistemas foram desenvolvidos para um determinado valor mínimo de massa corporal sendo, normalmente, inadequados para a utilização de crianças  pequenas. Na montanha-russa, os carrinhos não tem qualquer tipo de motor pelo que completam o percurso com a energia potencial que ganham na primeira subida.

A Lei da Conservação da Energia permite calcular o valor máximo da velocidade em cada ponto do percurso, determinar o relevé das curvas e também calcular os valores dos raios dos loopings de forma a garantir a segurança dos utilizadores.

Em regra, logo a seguir à grande descida vem sempre um looping. Isto significa que a altura do ponto inicial da descida tem que ser calculado de forma a que quando o carro atingir a base do looping (ponto 3 do esquema) tenha uma velocidade mínima de v2min = 5 g r  e no ponto mais alto do looping (ponto 1) tenha uma velocidade mínima de v2min = g r.                  

 Desprezando o atrito e a resistência do ar, pode-se calcular a altura mínima (ponto 4 do esquema) onde deve ser abandonado o carrinho (para passar no ponto 1 do esquema)  através da Lei da Conservação da Energia:

Energia mecânica(no ponto mais alto) = Energia mecânica(no ponto mais baixo)

Considerando também as forças que actuam no sistema ( a força gravítica do carrinho, Fg,  e a força de reacção normal, Fn), tem-se:

Assim, a altura mínima necessária (no ponto 4) para que o carrinho consiga dar a volta completa é igual a 5/2 o valor do raio do looping.

Na realidade, a altura deve ser superior a este valor para compensar a dissipação de energia devido às forças dissipativas (atrito e resistência do ar).

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Efectuado por: André Pereira e Gonçalo Picanço (alunos do 12ºano de Física  em 2005/2006)
Orientação: Professora Laila Ribeiro Sobreda, 2006

2 Respostas to “Montanha-russa”

  1. Julia Araújo Says:

    olá,
    Sou aluna do colégio Helyos,na cidade de Feira de Santana e estou fazendo um ensaio sobre a energia nos parques de diversão gostaria que o(a) senhor(a)me respondesse com urgencia como realizar um looping com segurança.

    obrigado

    1. fisicaoquadrado Says:

      Para que um corpo consiga dar a volta completa num looping, é necessário que apresente um valor mínimo de velocidade; consultar
      https://fisicaoquadrado.wordpress.com/sberes-com-tic/a-fisica-explica/looping/

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