롤러코스터가 달릴 때 거꾸로 매달려도 떨어지지 않는 이유가 알고 싶어요
롤러코스터 달릴 때 보면 거꾸로도 매달리고 옆으로도 매달리고 하면서 계속 돌잖아요 그런데 밑으로 떨어지지 않는 이유는 왜 그런 건가요 레일에 뭐가 연결 되서 그래서 안 떨어지는 건가요 아니면 무다른 이유가 있나요?
10개의 답변이 있어요!안녕하세요. 주영민 과학전문가입니다.
롤러코스터가 빠르게 돌아갈때, 속도에 의해 원의 밖의 방향으로 원심력이 생기게 됩니다.
이때의 원심력이 중력보다 더 강하기 때문에 땅으로 떨어지지 않고 오히려 하늘로 힘이 발생하여 몸이 위로 쏠리게 됩니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.롤러코스터에 탑승할 때, 탑승자는 중력에 의해 땅으로 끌려 가는 힘을 느끼게 됩니다. 그러나 롤러코스터는 높은 곳에서 시작하여 곡선형으로 내려오다가 다시 높은 곳으로 올라가는 구조를 가지고 있습니다. 롤러코스터를 이동시키는 동력은 마찰력과 관성입니다.
롤러코스터를 이동시키는 동력이 작용할 때, 탑승자는 마찰력과 관성에 의해 높이 떨어지지 않고 궤도를 따라 이동하게 됩니다. 이는 물리학적인 관점에서 중력과 관성의 상호작용으로 설명할 수 있습니다. 롤러코스터가 내려가는 곡선 부분에서는 관성력이 중력보다 크게 작용하여 탑승자가 강제로 바닥으로 떨어지는 것을 막습니다. 또한, 롤러코스터가 빠르게 회전하면서 탑승자는 중심축에서 벗어나게 되지만, 롤러코스터 자체의 곡선적인 형태와 마찰력의 작용으로 인해 탑승자는 계속해서 궤도를 따라 이동하게 됩니다.
따라서, 롤러코스터를 타면서 거꾸로나 옆으로 매달리면서도 바닥으로 떨어지지 않는 이유는 물리학적인 원리로 설명할 수 있는데, 바로 중력과 관성, 마찰력의 상호작용입니다.
안녕하세요. 한 과학전문가입니다.
관성의 법칙 때문입니다. 계속 이동하는 물질은 지속되는 성질을 갖기 때문이죠. 그리고 롤러코스터의 중량으로 가속을 얻기도 합니다.
안녕하세요. 박성균 과학전문가입니다.
쉽게 이야기하면 회전을 하면 중심으로 부터 바깥으로 벗어나려는 원심력이 라는게 작용을 합니다. 이 원심력이 아래로 떨어지려는 중력과 같으면 떨어지지 않고 공중에 매달려 있을수 있는거죠
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
롤러코스터는 특수한 레일 위를 움직이며, 그 레일은 디자인 상, 무엇보다도 안전 상의 이유로 충분한 지지력과 고정장치를 가지고 있습니다. 레일은 중력을 이용하여 땅으로부터 충분히 높은 곳에 놓여져 있으며, 롤러코스터의 속도와 움직임에 맞추어 높이가 변화합니다. 롤러코스터는 레일 위를 이동하며 중력을 이용하여 고도를 변화시키지만, 레일 자체가 거의 수평 상태를 유지하기 때문에 떨어지지 않습니다. 또한, 롤러코스터의 좌석은 안전 장치로 고정되어 있어 탑승객이 레일에서 떨어질 위험이 없도록 설계되어 있습니다.
롤러코스터가 달릴 때, 탑승객은 중력의 힘에 의해 계속해서 땅 쪽으로 끌리고 있습니다. 그러나 롤러코스터의 무게중심이 항상 바닥 쪽으로 유지되기 때문에, 탑승객의 몸은 항상 무게중심을 따라 움직이게 됩니다. 따라서, 롤러코스터를 거꾸로 매달려도 떨어지지 않는 이유는 무게중심의 움직임 때문입니다.
롤러코스터는 고도와 속도가 계속 변하면서 커브, 루프, 버클 등의 요소로 구성되어 있습니다. 이러한 요소들은 무게중심의 위치와 방향을 계속해서 바꿔줌으로써, 탑승객이 떨어지는 것을 막아줍니다. 또한, 롤러코스터의 자유낙하 구간에서는 무게중심이 아래쪽으로 가는 것이 일반적이지만, 무게중심이 변화에 따라서 바닥과 수직으로 유지되어 탑승객이 떨어지지 않습니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
롤러코스터가 달리면서도 매달려 있더라도 떨어지지 않는 이유는 중력과 원심력이 상호 작용하는 결과입니다.
중력은 모든 물체에 작용하는 자연 법칙으로, 물체를 아래로 끌어당기는 힘이 작용합니다. 이에 비해, 원심력은 회전하는 물체에 작용하는 힘으로, 회전 중심에서 벗어나서 물체를 밀어내는 방향으로 작용합니다.
롤러코스터는 높은 곳에서 출발하여 고속으로 움직이는데, 이때 물체에 작용하는 중력과 원심력의 크기와 방향이 서로 상쇄되어서 롤러코스터 탑승자가 떨어지지 않습니다.
롤러코스터가 고속으로 움직이면서 매달려 있는 탑승자는 원심력으로 인해 커브를 따라서 회전하게 됩니다. 이때 원심력의 크기는 롤러코스터의 고속과 회전 반경에 따라 결정됩니다. 만약 탑승자가 롤러코스터에서 떨어지려고 한다면, 중력에 의해 아래로 끌려가지만, 동시에 원심력에 의해 밀려올라가기 때문에 떨어지지 않습니다.
따라서, 롤러코스터에서 거꾸로 매달려도 떨어지지 않는 이유는 탑승자가 물체에 작용하는 중력과 원심력의 크기와 방향이 상쇄되어서 탑승자가 안전하게 움직일 수 있기 때문입니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.
롤러코스터가 달리면서 거꾸로 매달려도 떨어지지 않는 이유는 중력과 관성력의 상호작용 때문입니다.
중력은 모든 물체가 서로를 끌어당기는 힘입니다. 롤러코스터도 지구의 중력에 영향을 받습니다. 하지만 롤러코스터는 빠르게 움직이기 때문에 중력에 대항하는 관성력이 작용합니다. 관성력은 물체가 직선 운동 상태에 있고 그 상태를 유지하려는 성질입니다.
롤러코스터가 높은 속도로 이동하면서 커브를 돌게 되면, 중력과 관성력의 상호작용으로 인해 롤러코스터가 떨어지지 않고, 커브를 따라 움직입니다. 또한 롤러코스터를 따라 흘러가는 공기의 역학적인 힘도 롤러코스터가 떨어지지 않도록 도와줍니다.
따라서 롤러코스터는 안전장치와 엔지니어링적 설계로 구성되어 있어, 빠른 속도와 커브를 안전하게 통과할 수 있도록 되어 있습니다.
안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.
롤러코스터는 물리학에서 원심력, 구심력, 관성이 모두 작용하고 있다고 보시면 됩니다.
과학적인 설명보다는 일상 생활에서의 경험을 예로 드는게 좋을 것 같은데..
어떤 줄에 무거운 것을 매달고 빠르게 공중에서 회전 시키면 그 물건은 중력으로 당기는 힘보다 바깥으로 나갈려는(돌려는)힘이 아직
있기에 곧바로 바닥으로 떨어지지 않죠..이것은 원심력과 관성이 작용하기 때문입니다.
자동차가 빠르게 달리다가 제동을 거는 순간 바로 서는게 아니라 일정한 거리를 두고 서는 것은 관성 때문입니다.
또한, 중력이 아래로 당기는 힘이 있듯이 그 반대의 구심력도 작용한답니다.
물체를 멀리 던지면 일정한 거리로 날아가서 떨어지듯이...관성과 원심력이 중력의 힘보다 낮아지게 되면 그때 바닥으로 떨어지게 되죠
결론은..
롤러코스터가 높은 곳에서 낮은곳으로 속도가 붙어 있을때 공중에 매달리면 달려오는 속도에 의해 앞으로 더 갈려는 힘이 중력에 비해
더 크게 작용하기 때문에 정점의 순간을 벗어나서 중력이 작용하기에 떨어지지 않는 것입니다.
이해가 조금이라도 되었으면 좋겠네요..ㅎㅎ
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
롤러코스터에는 구심력이 작용합니다.
구심력은 등속운동을 하고 있는 질점에 원의 중심을 향하여 작용하는 힘, 원심력은 원운동을 하는 물체에 나타나는 관성을 말하는데, 즉 원심력은 원의 중심에서 멀어지는 방향으로, 구심력은 원의 중심으로, 같은 크기의 힘이 함께 작용하다 보니 롤러코스터가 떨어지지 않는 것이라고 볼수 있습니다.
