La física en el parque de diversiones

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Manuel López Michelone 3/may/2013, 11:11 am

superman-coaster

En Maryland, Estados Unidos, un grupo de físicos se armó de valor y ganas de divertirse, y se fueron a un parque de diversiones (Six Flags) donde llevaron sus instrumentos para medir las fuerzas a las que los juegos los sometían. Fue sin duda una tarde de alegría y diversión, pero además, de recolección de datos, que quizás por vez primera, se analizan desde el ojo de la ciencia.

El primer juego que midieron fue Superman Coaster: Ride of Steel, una montaña rusa que lanza los carritos a unos 120 kilómetros por hora, con una altura de más o menos unos 20 pisos. La siguiente gráfica muestra la altitud y la fuerza g resultante en ese juego. La altitud no fue calibrada por lo que el tamaño exacto no es totalmente el correcto, pero aún así puede verse lo que nos interesa: el cambio relativo en altitud. Una g es la aceleración de la gravedad a nivel del mar en la Tierra, más o menos 9.81 m / seg x seg.

En el juego se sienten aceleraciones de casi cuatro veces g. Esto, desde luego, puede aflojar el estómago de alguien, experiencia que no es deseable pero que ocurre.

SupermanGráfica de arriba: la fuerza g resultante en el juego de Supermán. Gráfica inferior: la altitud relativa de la fuerza nivel del piso es -50 metros en la gráfica).

Cuando vamos en el carrito hasta la altura máxima, la aceleración total es g, la misma que sentimos al estar parados sobre la Tierra. Cuando empezamos a descender, llega un momento que la fuerza resultante es casi cero. Esto ocurre cuando los que están en la montaña rusa se encuentran en la mitad de la primera caída y adquieren una aceleración constante. Esto es aproximadamente la caída libre. La única fuerza que actúa sobre el cuerpo es su propio peso. Esto ocurre exactamente con los astronautas en la Estación Espacial, quienes constantemente “caen” hacia la Tierra, debido a esto, los astronautas están sin gravedad, esencialmente la misma sensación que se siente en el juego del parque.

Otro juego analizado fue la llamada Tower of Doom, que es una torre vertical, con asientos en la parte exterior de la misma, que se desplazan lentamente a unos 50 metros hacia arriba, para dejar caer en literal caída libre, los asientos.

En este caso el juego solamente se mueve en un eje. Los datos del acelerómetro demuestran claramente dos principios físicos. En las gráficas se puede ver que quienes se suben a este juego experimentan una fuerza g constante, como en el caso de la montaña rusa. Aquí, sin embargo, se graficó la aceleración en el eje y.

Tower-of-Doom
Gráfica superior: Altitud de la Torre. Gráfica inferior: Aceleración en el eje Y del juego.

Como puede observarse de los datos, los estudiantes experimentan dos segundos de caída libre. Potentes frenos en el juego hacen que los asientos no choquen contra el piso del mismo, deteniendo la aceleración bruscamente. No es un juego para débiles de espíritu.

Referencias:

AAPT

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