Wie werden die g kraäfte bei zum Beispiel Achterbahnen berechnet?
Wie kann man die g Kräfte berechnet und falls ihr das wisst wie wird es berrechnet ob der Edelstahl bei Achterbahnen das aushält
1 Antwort
Die g-Kräfte auf Achterbahnen sind nichts anderes als eine Zentripetalbeschleunigung. Diese kann man mit der Formel berechnen. Man muss also eigentlich nur den Kurvenradius und die Geschwindigkeit kennen. Allerdings muss je nach Ausrichtung auch die Schwerkraft beachtet werden, das heißt der Kraftvektor der Schwerkraft muss mit dem Vektor der Zentripetalkraft verrechnet werden.
Wenn man die Beschleunigung und die Masse des Zuges kennt, kann man auch die konkrete Kraft in Newton berechnen, die das Tragwerk der Achterbahn aushalten muss. Das Berechnen von Tragwerken ist ein Ingenieursberuf für sich, Umgangssprachlich nennt man das einen Statiker. Bei Achterbahnen ist es aufgrund der dynamischen Kräfte allerdings noch komplexer, weshalb es nicht nur "Statik" ist, sondern auch Dynamik. Aber auch diese Ingenieursdisziplin stützt sich sehr stark auf die Physik, mit der man solche Dinge berechnen kann. Mit Computern kann man solche Konstruktionen auch sehr feingranular simulieren. So kann mit genügend Rechenleistung die Kraft, die die Achterbahn auf ihre Stützen ausübt, quasi zentimeterweise entlang der gesamten Schiene und deren Stützen bis in die Fundamente durchgerechnet werden, denn alle Faktoren sind bekannt. Welche Kräfte Stahl aushält (in der Regel wird Bau/Maschinenstahl für Achterbahnen eingesetzt, kein Edelstahl. Deshalb sind Achterbahnen fast immer lackiert, um den Stahl vor Rost zu schützen), und wie er darauf reagiert wurde in vielen Tests empirisch ermittelt. Zusammen mit den berechneten Kräften kann man so ausrechnen, was für eine Stützstruktur notwendig ist.
Ja, gerade bei der Achterbahn an sich muss man sowohl mit Maximal- als auch Minimalbeladung simulieren. Denn je weniger Masse der Zug hat, desto weniger Schwung hat er. Gab schon die eine oder andere Achterbahn, bei der das nicht berücksichtigt wurde und der Zug insbesondere wenn er leer ist manchmal einfach irgendwo liegen bleibt, weil ohne Fahrgäste der Schwung nicht gereicht hat.
Einfach in Zukunft alles mit Linearmotoren machen ;-).
Ich warte ja noch auf den Tag, an dem ein Coaster im ersten Drop ein Bremsmanöver mit Linearmotor macht, das ein ''abfedern' mit anschließender Rückwärtsfahrt simuliert..
Am besten in einem vertikalen Drop.
Dass vertikale Launches möglich sind, hat Voltron ja bereits bewiesen, aber ich glaube, das ist schon ziemlich am Limit, was aktuelle LSMs leisten können. Ein "Bungee Drop" klingt interessant, aber um einen Zug in freiem Fall in die Gegenrichtung zu beschleunigen, bräuchten wir denke ich nochmal deutlich leistungsfähigere LSMs.
Würde von außen aber sicherlich auch witzig aussehen.
Nicht zu vergessen, daß man bei der Simulation dann auch mit verschiedenen 'Beladungen' durchrechnen kann, insbesonder auch Ungleichverteilungen.