ジェットコースターが走りきるために 必要な高さとジェットコースターの長さを求めるにはどのような物理計

ジェットコースターが走りきるために
必要な高さとジェットコースターの長さを求めるにはどのような物理計算を行っているのですか？

No.1 回答者： konjii 回答日時： 2019/05/13 08:01

ジェットコースターの長さで失うエネルギーはＪＲさんが既に詳しく計算していると思います。

そのエネルギーをＷとすると。
必要な高さｈの場合、ジェットコースターの質量ｍとして
ｍｇｈ＞Ｗと計算していると思います。余ったエネルギーはブレーキで調整しているのでしょう。
乗客の＼(^o^)／程度は無視できますが、大きな帆を立てられたりすると、戻ってこれないかもしれません。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2019/05/13 09:14

最初の最高点の高さ（それが全体の力学的エネルギーの初期値となる。

正確にいえば終着点との「高さの差」）が決まったら、「摩擦」や「空気の抵抗」で失うエネルギーのロスを考えて、
・各ピークでの運動エネルギーが正であること
・各箇所での速度が安全上の最高速度を越えないこと
・カーブで遠心力が過大にならないこと（安全にレール上を走行できること）
・もし「ループ」があるならループの頂点で「遠心力 > 重力 + 安全余裕」であること
などを計算していくのでしょうね。

「長さ」は、累積の「摩擦」や「空気の抵抗」で失うエネルギーのロスには関係しますが、ジェットコースターの主要な設計条件ではないでしょう。「川の流れ」を考えてもらえば、適切な「標高差」と「勾配」があれば、長さは何百km だって構いませんから。

No.3 回答者： fxq11011 回答日時： 2019/05/17 16:45

最高位置での位置エネルギー（空車）

以下２番目に高い位置の一エネルギー、以降３番目、４番目・・・・・・。
力学的には、２番目以降は最高地点より低ければOK。
だが実際は損失と呼ばれる、摩擦抵抗、空気抵抗・・・その他があります、それを計算、算出して２番目以降でも位置エネルギーが残っている必要があります、長さは、位置エネルギがゼロになってから慣性エネルギーが損失で０になるまでが最大になりますが。
設計段階では、設計による万一の事態はゆるされませんので安全率（２倍、３倍はごく当たり前です）をかけます。
２番目以降の位置エネルギー×安全率
損失×安全率
慣性エネルギーのみ（位置エネルギー×安全率で、０、マイナス）ではそれ以上積極的に延長はしません
乗客の数（重量）は最高位置に上るに必要なエネルギーが増加しますが、途中は下り加速で発生の運動エネルギーは、次の上りで失われるエネルギーで相殺されることになり、寒河江井ありません、ただ最後、慣性エネルギーのみで抵抗で自然停止まで走るときはその距離は伸びますが、実際はそんな運用はされません。