G 力

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G英文gravitational force equivalent,g-force)係指造成「有重量」嘅感覺嘅加速度(每單位質量),當中 1 個單位嘅 G 力相當於一般地球環境下感覺到嘅重力加速度[1]

過山車分析[編輯]

睇埋:過山車物理

工程師設計過山車嗰陣成日會考慮 G 力[2]

打戙嘅 G 力係指(由乘客嘅角度睇)向上或者向下嘅 G 力:

  • 正 G 力係指「由上而下」嘅 G 力-當一架列車向下衝去到最低點,下一刻要向前直去嗰陣,乘客同列車嘅慣性會令佢哋傾向繼續向下郁,但條路軌變平咗[註 1]令到佢哋冇得繼續向下郁,於是乘客就會感受到一股向上嘅力(好似下圖嗰個淺綠色箭咀噉);過山車設計上認為,有返咁上下勁嘅正 G 力(明顯大過 1 G)係可以令乘客有興奮嘅感覺嘅,但勁得滯嘅 G 力可以危害人命-一般嚟講,超過咗 5 G 咁勁嘅正 G 力經已可以令人暈低[3][4],而一過咗 10 G,冇著特別保護裝備嘅人就會死亡[註 2]。下圖個深綠色箭咀係乘客同列車嘅重量
  • 負 G 力係指「由下而上」嘅 G 力-當一架有返咁上下動能嘅列車衝上斜,去到最高點嗰陣,乘客同列車嘅慣性會令佢哋傾向繼續向上郁,但條路軌變平或者開始向下斜令到佢哋冇得繼續向上郁,於是感受到一股向下嘅力(下圖班乘客仲舉高埋雙手),會或多或少噉有股「飄浮緊」嘅感覺;過山車設計上認為,負 G 力可以令乘客有無重感同興奮感,但亦有一定嘅危險性-一般嚟講,負 G 力大過 2 G 經已會出現流鼻血等嘅徵狀,大過 3 G 就會令個人視力模糊,而過咗 5 G 就有可能會冇咗對眼珠同死亡[3]

打橫嘅 G 力會喺架列車掟彎嗰陣出現-想像家陣有架列車以快嘅速度向前衝,然後條路軌轉彎,架列車就要跟住轉,同時乘客同列車嘅慣性會令佢哋傾向繼續向前郁,但路軌方向變搞到佢哋焗住要跟住方向變,於是感受到一股打橫(向左或者右,視乎條路軌轉邊面)嘅力;一般嚟講,打橫嘅 G 力係過山車工程師想避免嘅嘢-經驗表明,打橫嘅 G 力勁過 0.2 G 經已會令乘客覺得頭暈甚至想,而呢種體驗一般都唔係過山車想追求嘅興奮感[5];因為噉,喺過山車設計上,架車掟起彎上嚟(尤其係如果掟彎嗰陣速度會快)會用到傾斜轉彎(banked turn)嘅技術[6],意思即係條路軌會咬彎少少,等架列車以傾斜咗嘅姿勢嚟掟彎(好似下圖嗰個例子噉),令到一部份嘅打橫 G 力變成正 G 力,減低乘客頭暈唔舒服嘅危險[7]

註釋[編輯]

  1. 假設條路軌夠硬淨唔會變形
  2. 有啲過山車會「喺一剎那間 G 力去到唔舒服嘅水平」,不過噉嘅 G 力正路唔會持續多過 1 秒。

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  1. Deziel, Chris. "How to Convert Newtons to G-Force". sciencing.com.
  2. The Jump to Light Speed Is a Real Killer. Scientific American.
  3. 3.0 3.1 引用錯誤 無效嘅<ref>標籤;無文字提供畀叫做coasterforce20嘅參照
  4. All About G Forces. All about NOVA.
  5. Speed bumps and vomit are the Hyperloop's biggest challenges. The Verge.
  6. Greene, P. R. (1987). Sprinting with banked turns. Journal of biomechanics, 20(7), 667-680.
  7. Coasters101: Curves and Banking.