Montanha Russa

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trabalho de area de projecto secundario 2006 2007

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Montanha Russa

  1. 1. Escola Secundária/3 de Carregal do Sal Montanha Russa Área de Projecto Ano Lectivo: 2006/2007
  2. 2. EVOLUÇÃO da MONTANHA RUSSA: Surge entre os séculos XV e XVI, na Rússia – Grandes escorregas de gelo – Em madeira – Assentos: trenós com buracos cheios de palha • As pessoas tinham de subir a pé até ao ponto mais alto para finalmente experimentarem a sensação do agradável passeio para baixo
  3. 3. EVOLUÇÃO da MONTANHA RUSSA: 1784: Primeira M.R. com rodas na Rússia 1846: 1º looping com 3,96m de diâmetro, em Paris 1884: La Marcus executa uma M.R (Switchback Railway ) que atinge os 9,6km/h 1885: La Marcus patenteia a primeira Montanha Russa
  4. 4. EVOLUÇÃO da MONTANHA RUSSA: 1912: 1ª M.R. “underfriction”, desenvolvido por John Miller 1959: Disneylândia introduz um novo design com o aço tubular 1977: Loop começaram a ter a clotóide (curva de Euleur) • Hoje em dia, ainda se constroem M.R. de madeira
  5. 5. CIÊNCIA NA MONTANHA RUSSA • Projectistas usam princípios descobertos acerca de 300 anos. • O trajecto: – O vagão é puxado até ao ponto mais alto da M.R. • Quanto mais alto for o ponto, maior será a energia potencial do carro
  6. 6. CIÊNCIA NA MONTANHA RUSSA – A energia potencial e a energia cinética são as duas faces da energia mecânica – Depois de ultrapassar o topo do ponto de partida, o vagão escorrega apenas por acção da força gravítica – A velocidade obtida na descida é usada para superar a próxima subida • Durante o trajecto, a energia mecânica é também utilizada para mover geradores que fornecem electricidade às lâmpadas que iluminam a montanha
  7. 7. CIÊNCIA NA MONTANHA RUSSA – Atrito é a única força capaz de deter o carro • Na ausência total deste, a viagem não teria fim • Se o atrito fosse máximo, o vagão não sairia do mesmo sítio • NEWTON: – 1ª Lei de Newton: Um corpo permanece em repouso ou em movimento uniforme até que uma força seja exercida sobre ele E se uma força, com o sentido do movimento, for exercida continuamente sobre o carro? • A força produziria um aumento da velocidade, ou seja, aceleraria o carro • 2º lei de Newton
  8. 8. CIÊNCIA NA MONTANHA RUSSA – 2ª lei de Newton: F  ma • p. e., em queda livre, o carrinho sofre a acção da força da gravidade, logo acelera – 3ª Lei de Newton: Para toda a força exercida sobre um corpo, surge outra igual, em sentido contrário • p. e. as forças que actuam no vagão (reacção normal e o peso)
  9. 9. RECORDES • A mais radical: – Top Thrill Dragster, parque Cedar Point; Ohio, EUA • Uma única subida, uma única descida • Alcança 193 km/h, chega a 128m de altura e tem 122m de queda livre • Inclinação de 90º • 6 vagões , com capacidade para 18 passageiros • A volta dura 30s
  10. 10. RECORDES - O que acontece durante o percurso? • Vagões puxados por um cabo ligado a motores hidráulicos instalados na pista – Os cilindros dos motores contêm nitrogénio comprimido e óleo hidráulico » O nitrogénio faz o carro ganhar velocidade para a subida de 128m • Quando atinge os 193km/h, o cabo solta-se e o carrinho sobe a montanha devido à inércia
  11. 11. RECORDES • Maior trecho coberto: – Space Mountain , parque Disneylândia; Califórnia, EUA • 1054 m no escuro • Percorridos em 2min e 54s
  12. 12. RECORDES • Maior looping: – Viper, parque Six Flags; EUA • Volta completa com 42 m de altura
  13. 13. RECORDES • Maior trilho invertido: – Wicked Twister, parque Cedar Point; Ohio, EUA • 115km/h • 65,5m de altura • 62,7m de queda
  14. 14. RECORDES • Mais comprida: – Steel Dragon 2000, parque Nagashima Spaland; Japão • 2479 m de comprimento • Trecho de 95m
  15. 15. RECORDES • Mais antiga em funcionamento: – Leap The Dips, parque Lakemon Park; Pensilvânia • Construída em 1902 • Em madeira
  16. 16. RECORDES • A mais conhecida: – The Cyclone, parque Coney Island; Brooklyn • 1927 • Em madeira
  17. 17. CURIOSIDADES A NASA anunciou que construirá uma M. R. para auxiliar o escape de astronautas da almofada de lançamento numa emergência.
  18. 18. SEGURANÇA • Acidentes: – 5 de Setembro de 2003, na Disneylândia, um morto devido à falta de manutenção • Estatísticas: – Em 2001, apenas 134 visitantes necessitaram de hospitalização – 2 mortos por ano • Probabilidade de sofrer um acidente: – 1 em 1 milhão
  19. 19. A NOSSA MONTANHA RUSSA • Material: – Base em madeira – Mangueira de nível com 10 mm de diâmetro – Ferro – Esfera
  20. 20. A NOSSA MONTANHA RUSSA • Princípios seguidos na construção : – Lei da conservação da energia mecânica (1777, Lagrange) – Princípio da conservação da energia mecânica: A energia pode variar de forma (química, eléctrica, magnética, mecânica, térmica, etc.) e pode ser convertida de uma forma em outra, no entanto a sua soma total é constante. (Julius Robert von Mayer )
  21. 21. A NOSSA MONTANHA RUSSA - 2ª Lei de Newton F  ma • Regras para o bom funcionamento: –Velocidade no topo do looping: vtopo  rg –Altura mínima para descrever o loop: h  2,5r –Condições de segurança: » Topo: N  0 Nota: todos estes cálculos foram feitos desprezando o atrito
  22. 22. OS NOSSOS CÁLCULOS CÁLCULOS SEM ATRITO Raio do looping h  2,5r  0,80  2,5r  r  32cm Velocidade no topo do loop v  rg  v  0,32  9,8  v  1,77ms 1
  23. 23. AGRADECIMENTOS • António Pais • José Ferreira • José Fidalgo
  24. 24. Realizado por Rita Pais e Daniela Pais nº 3, nº 5, 12º A

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