Física Geral

Como funciona uma montanha-russa

 Uma coisa que consegue dar medo até mesmo em físicos é a montanha-russa que é pura física na prática! Esses brinquedos têm diferentes versões, mas todas com a mesma essência física. Para entendermos as montanhas-russas é muito importante os conceitos básicos de forças inerciais, gravitacionais e centrípetas, responsáveis pelo movimento dos carrinhos que por sinal não têm motor algum.

    A única aplicação de energia nos carrinhos acontece já no início do percurso a partir de sistemas de correntes metálicas, quando o mesmo é puxado para cima de uma colina (colina de elevação) para ganhar energia potencial, aumentando a distância que a força da gravidade irá puxá-lo para baixo. Essa energia toda será convertida em energia cinética (energia do movimento). A energia da primeira colina leva os carrinhos até a próxima colina e assim por diante.

    Vemos em algumas montanhas-russas o loop que só é possível quando há pouca energia potencial e muita cinética. A potencial aumenta à medida que os carrinhos chegam no ponto mais alto do loop, mas logo é convertida em cinética. Os loopings não são circulares para evitar o impacto de quando os carrinhos descem e facilitar o impulso de quando sobem.

     Na maioria desses brinquedos as colinas de elevação vão diminuindo ao fim do percurso, pois a energia potencial acumulada vai se perdendo devido ao atrito entre as rodas e o trilho, entre o vagão e o ar e sons produzidos pelo menos, que diminui a velocidade do carrinho.

     Os trilhos servem para direcionar a força controlando a maneira como os vagões descem. Se eles inclinam-se para baixo, a gravidade atrai a frente do vagão para o chão, acelerando-o. Se estiverem inclinados para cima, a gravidade aplica a força sobre a traseira do vagão, desacelerando-o. Alterando o raio de curvatura dos trilhos e a altura, a aceleração é  mantida durante toda a trajetória e isso faz com que o impacto seja menos agressivo nos passageiros dos vagões.

     Para toda essa diversão acontecer é preciso proteção e é por isso que são utilizadas proteções em ''U'', que travam as pessoas na vertical e horizontal. Este é o modo mais seguro na atualidade, sendo essencial para montanhas-russas com loopings.

Referências:

http://www.megacurioso.com.br/invencoes/36166-a-anatomia-de-uma-montanha-russa-ilustracao-.htm
http://casa.hsw.uol.com.br/montanhas-russas.html

~supernova