En una montaña rusa, ¿tiene el coche trasero una aceleración/velocidad más alta?

Question

Estoy preguntándome sobre esta cuestión desde que me pregunté a mí mismo: ¿por qué las personas se sienten más sin peso en el coche trasero de una montaña rusa que en el coche delantero?

Para sentir el efecto de la ingravidez, debes acelerar a la aceleración de la gravedad (alrededor de 9.8m/s^2). Así, no sientes ese efecto en el coche delantero, pero es más probable que lo sientas en el coche trasero. Pero todos los coches están conectados entre sí, y un coche individual no puede acelerar más rápido o ir más rápido porque serán jalados/presionados por los otros coches.

Estoy atascado/a ahora mismo para obtener la respuesta. Si todos los coches deben ir a la misma aceleración o a la misma velocidad en diferentes puntos de las vías, ¿por qué el coche trasero se siente más sin peso? Para tener esa sensación debes acelerar cerca de la aceleración gravitacional... ¡no tiene sentido!

He dejado fuera la fricción del aire, las fuerzas de fricción fuera de esto ya que supongo que su fuerza no debería tenerse en cuenta en ese tipo de situación.

Answer 1

La aceleración a lo largo de la pista es siempre igual para cada auto, pero para cada auto esa aceleración se alinea con las colinas/gravedad de diferentes maneras. A medida que el auto de adelante alcanza la cima de una colina, la montaña rusa está desacelerando; el auto de adelante está siendo jalado hacia atrás por los otros autos. Pero cuando el auto trasero alcanza la cima de una colina, está siendo jalado hacia adelante por el resto de los autos.

El auto de adelante es acelerado hacia abajo en las colinas. El auto de atrás es acelerado hacia arriba en las colinas. Por eso se siente diferente viajar en ellos.

Answer 2

Si dibujas un diagrama de cuerpo libre con el centro de gravedad en el centro del tren, pero con el carro delantero justo sobre la cima, verás que la fuerza neta es para decelerar el tren (hacia abajo y hacia atrás a medida que pasa la colina).

Si dibujas el diagrama, pero ahora el carro trasero está en la parte superior de la colina, entonces la fuerza neta es para acelerar el tren (hacia abajo y hacia adelante), lo que resultará en la sensación de "gravedad cero" de reducción de g (incluso negativo dependiendo del tipo de montaña rusa).

Por lo tanto, mientras que la aceleración y la velocidad neta del tren son uniformes en todo el tren, estás viendo las fuerzas en diferentes momentos y, por lo tanto, diferentes valores.

Answer 3

Si me siento en el borde de una rueda giratoria, estoy siendo continuamente acelerado hacia el centro de la rueda, aunque la rueda en sí misma tenga un movimiento constante. Lo mismo ocurre con la montaña rusa.

El último coche es tirado más rápido sobre la curva, y por lo tanto experimenta una mayor aceleración tangencial a la pista, aunque su aceleración lineal a lo largo de la dirección de la pista sea la misma que la del primer coche.

Entonces sí y no. La aceleración a lo largo de la pista es la misma para todos los coches. La aceleración hacia o lejos de la pista es mayor para el último coche al pasar por un bache, y mayor para el primer coche al atravesar un valle.