کد خبر: ۶۹۲۱۴۰۳
تاریخ انتشار: ۲۳ خرداد ۱۳۹۸ - ۱۳:۰۰

جالب است بدانید؛ نخستین نیاکان ترن‌هوایی‌های امروزی، در سال‌های ۱۶۰۰، توسط روس‌ها ساخته شده‌اند.

به گزارش  گروه علمی پزشكی باشگاه خبرنگاران جوان، همه ما وقتی به شهربازی می رویم و یا در زمان فیلم دیدن وقتی چشمانمان به ترن هواییها می افتد ناخودآگاه هیجان زده می‌شویم و یا شاید هم احساس ترس کنیم، اما آیا می‌دانستید در این ماشین مکانیکی پرهیجان کمی از قوانین فیزیک کمک گرفته شده است؟

در همین راستا امروز باشگاه خبرنگاران جوان قصد دارد تا اطلاعاتی را پیرامون این موضوع در اختیار شما قرار دهد.

از قوانین فیزیک به کار رفته در ماشین جیغ تا تاریخچه ترن‌های هوایی!

ترن هوایی؛ ماشین جیغ!

ترن هوایی یا همان ماشین جیغ، خط آهنی مرتفع و پرپیچ و خم است که در شهربازی ها دیده می شود.

یکی از بهترین و محبوب‌ترین وسایل سواری در شهربازی‌ها و پارک‌های مدرن که سبب افزایش هیجان در افراد می شود.

از نظر بسیاری از افراد، بزرگترین جاذبه یک پارک تفریحی ترن هوایی یا roller coaster آن است.


ببینید: چهار بار بیهوشی روی ترن هوایی


عده‌ای آنرا ماشین جیغ می‌نامند و برای این نامگذاری دلیلی خوبی هم دارند.

تاریخ این وسیله تفریحی دلهره آور، نشان‌دهنده جستجوی مدام افراد به منظور یافتن ابزاری برای ایجاد هیجان فراوان و به مبارزه طلبیدن مرگ است.

طراحی ترن هوایی

در طراحی ترن هوایی که از این پایین هیجان انگیز به نظر می‌رسد، از قوانین ساده فیزیکی، استفاده شده است.

شاید جالب باشد که این قوانین ساده را با هم مرور کنیم، آن وقت این هیجان، دو چندان می‌شود:

اصل پایستگی انرژی

" انرژی به وجود نمی‌آید و از بین نمی‌رود بلکه از نوع و صورتی از انرژی به نوع و صورت دیگری تبدیل می‌شود. "

بطور مثال؛ وقتی توپی را به زمین می‌زنیم، انرژی آن از بین نمی‌رود.

اگر مجموع انرژی مکانیکی یک توپ را E بنامیم، این انرژی از جمع دو نوع انرژی پتانسیل و جنبشی حاصل می‌شود.

انرژی پتانسیل (EP) براساس وضعیت و موقعیت جسم در آن ذخیره می‌شود و انرژی جنبشی (EC) در انرژی جسم در حال حرکت است.

در مثال توپ، هنگام برخورد با زمین، بخشی از انرژی مکانیکی، به صورت انرژی جنبشی، موجب حرکت جسم می‌شود، برخی به صورت گرما (توسط اصطکاک) هدر می‌رود و هنگامی که توپ دوباره تا ارتفاع کمتری بالا می‌آید، به صورت انرژی پتانسیل در آن ذخیره می‌شود و این رفت و برگشت آن قدر ادامه دارد که همه انرژی به صورت انرژی جنبشی گرمایی، هدر رود و توپ بایستد.


ببینید: صحنه وحشتناکی که نقص فنی ترن هوایی رقم زد!


در بسیاری از وسایلی که در شهر بازی می‌بینید. می‌توانید اصل پایستگی انرژی را به سادگی مشاهده کنید. مثلاً در حرکت تاب‌های بزرگ، در چرخش سفینه‌های شادی، در چرخ و فلک، اغلب نوعی از انرژی به نوعی دیگر تبدیل می‌شود.

از قوانین فیزیک به کار رفته در ماشین جیغ تا تاریخچه ترن‌های هوایی!

 تاریخچه مختصر ترن هوایی

اولین نیاکان ترن هوایی های امروز، در سال‌های ۱۶۰۰، در روسیه ساخته شدند و هیچ شباهتی به آنچه امروز roller coaster نامیده می‌شود، نداشتند.

این‌ها سرسره‌هایی پر شیب و بلند از یخ بودند که با سورتمه‌هایی از چوب یا یخ بر روی آن سر می‌خوردند و در پایین، توسط شن‌های پاشیده شده بر یخ، متوقف می‌شدند.

هدایت این سورتمه‌ها بر روی این تیغه یخی به مهارت نیاز داشت و حوادث متعدد و مکرر در این بازی بسیار عادی بود.

یک فرانسوی به قصد بهره برداری از این سرسره یخی، نمونه‌ای از آن را در فرانسه ساخت، اما آب و هوای گرم به سرعت یخ‌ها را آب کرده و کوشش‌های اولیه او را بی نتیجه گذاشت.

وی به جای یخ از سرسره چوبی صیقلی استفاده کرد که با سورتمه‌های چرخدار بسیار قابل استفاده از کار درآمد. در اینجا هم اگر شخص سوار بر سورتمه مهارتی در هدایت آن نمیداشت، حوادث متعددی به وجود می‌آمد.

به همین دلیل، شیار‌هایی بر روی سطح چوب ایجاد شد تا چرخ‌ها را در مسیر مشخص نگهدارد.

در دهه ۱۸۵۰، اولین نمونه از حلقه کامل عمودی در فرانسه ساخته شد. این مسیر گریز از مرکز یا (Centrifuge Railway)، یک خودرو بدون موتور بود که تنها با نیروی گریز از مرکز در درون حلقه میچرخید و از آن عبور میکرد.

اما پس از بروز یک حادثه، مقامات رسمی به سرعت آنرا تعطیل کردند.

در اواخر قرن ۱۹، ترن‌های هوایی در آمریکا ساخته شدند.

در این زمان شرکت‌های حمل و نقل راه آهن برای افزایش مشتری در روز‌های تعطیل، پارک‌های تفریحاتی متعددی در انتهای مسیر‌های خطوط راه آهن ایجاد کرده بودند که بیشتر شامل چرخ و فلک بود. در سال ۱۸۸۴، اولین ترن هوایی واقعی در آمریکا ساخته شد؛ یک ترن با مسیری پر پیچ و خم که با نیروی جاذبه کار میکرد.


ببینید: مهیج‌ترین ترن‌های هوایی به روایت تصویر


مسافرین این ترن باید از تعدادی پله بالا میرفتند تا سوار ترن که توسط کارگران به بالای تپه هل داده شده بود، شوند.

سپس این ترن از بالا به پایین هل داده می‌شد، سرعت میگرفت و از چند تپه ماهور عبور می‌کرد تا به پایین برسد، در اینجا مسافران باز از تعدادی پله بالا می‌رفتند و در این میان ترن مجددا توسط کارگران با بالا برده می‌شد و مسافران در این ایستگاه مجددا سوار شده، با طی کردن مسیری جدید به ایستگاه اول بازمی‌گشتند.

کوشش دیگر در زمینه مسیر حلقه‌ای به سال ۱۸۹۸ انجام شد و Flip-Flap (پشتک و وارو) نام گرفت. البته حلقه در این مسیر یک دایره کامل بود و با مسیر‌های حلقه‌ای امروزی که مسیری منحنی و بیضی شکل دارند، متفاوت بود. این مسیر مشکل عمده‌ای داشت. نیرو‌های ایجاد شده توسط حلقه دایره‌ای به قدری زیاد بود که گردن مسافران صدمه می‌دید.

آغاز قرن بیستم شاهد گام‌های بزرگی در جهت ایمین ترن هوایی بود. در سال ۱۹۱۲ اولین ترن هوایی که ترن‌ها را به چرخ‌های اصطکاکی نگهدارنده که به جای حرکت بر روی ریل، ریل‌ها را در میان میگرفت، مجهز کرده بود، ساخته شد.

این گام بزرگ در صنعت ترن هوایی موجب شد که امکان ساختن مسیر‌هایی با تپه‌های بلندتر و سرعت بالاتر میسر شود.

در سال ۱۹۵۵، دیسنی لند (Disneyland) اولین پارک تفریحی موضوعی آمریکا افتتاح شد و عصر جدیدی در پارک‌های تفریحی را آغاز کرد.

دیسنی اولین ترن‌های هوایی با ریل لوله‌ای را در سال ۱۹۵۹ به وجود آورد. قبل از این، ریل ترن‌های هوایی همه از چوب بود و مسیر فلزی پیشرفت بزرگی در این حیطه به شمار می‌آمد و نه تنها استواری و استحکام بیشتری داشت، بلکه راه را برای ابداع حلقه‌ها و مسیر‌های پیچشی باز کرده بود.

در سال ۱۹۹۲، اولین ترن هوایی وارونه با موفقیت افتتاح شد و اکنون ترن‌های هوایی متعددی وجود دارن که از بالا به ریل متصل است و پای سرنشینان در پایین آزاد است.

ترن هوایی چگونه کار می‌کند؟

شاید هنگامی که بر این ترن سوارید و با سرعت ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت بر روی مسیر آن حرکت میکنید، توجه نکرده باشید که این ترن اصلا موتور ندارد.

ابتدا ترن توسط غلطک‌ها و زنجیر‌هایی به بالای اولین "تپه" که آغازگر این سواری است برده میشود، اما پس از آن ترن باید سواری را خودش به انجام برساند.

شما با یک موتور یا چیزی شبیه آن به جلو رانده نمی‌شوید. بلکه تبدیل شدن انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی نیروی محرک ترن هوایی را تامین می‌کند و هنگامی که ترن در همان ابتدا به بالای تپه کشیده می‌شود، تمام انرژی لازم را در خود جمع می‌کند.

هنگامی که حرکت واقعا آغاز می‌شود، چرخ‌های مختلفی به نرمی و روانی حرکت کمک می‌کنند.


این مطلب را از دست ندهید: دانستنی‌های جالب در مورد حیوانات که شاید باور نکنید+تصاویر


چرخ‌های رونده ترن را بر روی ریل هدایت کرده و چرخ‌های اصطکاکی حرکت جانبی (حرکت به دو سمت عرضی ریل) را کنترل می‌کنند.

مجموعه چرخ‌های دیگری هم وجود دارند که حتی در صورت واژگون بودن ترن هم آنرا محکم روی ریل نگه می‌دارند. ترمز‌های هوای فشرده نیز در انتهای سواری ترن را متوقف می‌کنند.

از قوانین فیزیک به کار رفته در ماشین جیغ تا تاریخچه ترن‌های هوایی!

 بلندترین ترن هوایی دنیا

در حال حاضر، ترن هوایی ریل فلزی کینگ داکا (Kingda Ka) واقع در پارک تفریحی Six Flags در نیوجرسی، بلندترین و سریعترین ترن هوایی جهان محسوب می‌شود.

این ترن هوایی که در سال ۲۰۰۵ افتتاح شد، به این ترتیب عمل می‌کند:

ابتدا ترن توسط سیستم راه اندازی هیدرولیک از حالت سکون در مدت ۳.۵ ثانیه به سرعت ۲۰۶ کیلومتر بر ساعت رسیده و به بالای برج اصلی این مسیر که ۱۳۹.۵ متر ارتفاع داشته و با زاویه ۹۰ درجه عمود بر سطح زمین قرار دارد، رانده می‌شود.

از این ارتفاع، ترن به طور مستقیم به دور مسیر چرخیده (مانند سر یک مته) و ۱۲۷ متر سقوط میکند و سپس از تپه دوم که ۳۹ متر ارتفاع دارد بالا می‌رود و سرنشینان قبل از اینکه ترن به نرمی توسط ترمز‌های مغناطیسی متوقف شود، یک لحظه دچار حالت بی وزنی می‌شوند. این سواری از لحظه به حرکت درآمدن ترن تا پایان مسیر تنها ۲۸ ثانیه طول می‌کشد که البته برای سرنشینان بسیار طولانی‌تر به نظر می‌رسد.


این مطلب را از دست ندهید: عجیب و غریب‌ترین ترس انسان را بیشتر بشناسید!


البته این پایان محدوده ترن‌های هوایی نیست و باید دید که دانشمندان فیزیک و طراحان و کارشناسان تکنولوژی، پس از این چه حیله جدید و هیجان انگیزی در آستین دارند.

ترن‌های هوایی چوبی و فلزی

ریل ترن‌های هوایی میتواند چوبی یا فلزی، حلقه دار یا بدون حلقه باشد. مواد مورد استفاده در ساخت ترن و ریل، تفاوت مهمی در کل ماجرا ایجاد می‌کند. به طور کلی، ریل‌های ترن هوایی چوبی دارای پیچش حلقه‌ای کامل نبوده و به اندازه ترن‌هایی با ریل فلزی، بلند و سریع هم نیستند و تپه‌های آن‌ها شیب‌های بیش از حد تند ندارد.

اما ترن‌های هوایی چوبی نسبت به انواع فلزی دارای مزیت ویژه‌ای هستند، اگر به دنبال هیجان فراوانی که قلبتان را به تپش شدیدی وادارد، هستید، این ترن‌ها با پیچ و تاب‌های فراوان برای شما مناسب هستند.

ترن‌های فلزی با ریل‌های لوله‌ای بیشتر دارای حلقه‌های کامل، تپه‌های بلندتر و پرشیبتر، سقوط‌های بزرگتر و بسیار سریعتر هستند.

انتهای پیام/

پیام رسان های باشگاه خبرنگاران - پایین شرح خبر
پیام رسان های باشگاه خبرنگاران - پایین شرح خبر
پیام رسان های باشگاه خبرنگاران - پایین شرح خبر
پیام رسان های باشگاه خبرنگاران - پایین شرح خبر
پیام رسان های باشگاه خبرنگاران - پایین شرح خبر
ارسال نظر
نام:
ایمیل:
* نظر:
اپلیکیشن باشگاه خبرنگاران- صفحه خبر