ジェットコースターにかかる遠心力について。

質問

テレビを見ていたら、ジェットコースターは回転する時に遠心力がかかるので、逆さまになっても落ちないと言っていました。

それではここで質問なのですが、
１）遠心力がかかるので極端な事を言えば安全ベルトは必要ないのでしょうか？

２）時速何キロで、体重何キロくらい支えられるのでしょうか？

ふと気になっただけなのですが、誰かご存知の方いらっしゃれば教えてください。

回答No.1

shinkun0114 · ベストアンサー

１）遠心力がかかるので極端な事を言えば安全ベルトは必要ない？

　極端な話はそうです。
　逆に、逆さまになったとき、安全ベルトで体を支えるようなジェットコースターでは、
それこそ危険です(笑)

２）時速何キロで、体重何キロくらい支えられる？

　実は体重は関係ありません。
　落ちようとする重力は、体重(質量)に比例しますが、遠心力も体重に比例するんです。
ですから、体重の重い人でも、その分遠心力が多くかかるので、体重は関係ないんですね。

　遠心力に大きく関係してくるのは、速度と回転半径です。
　速度が速ければ遠心力は大きくなりますし、回転半径が小さくなるほど遠心力は大きく
なります。
　式としては、
　　Ｆo＝ｍ・ｖ^2／r
　　　Fo：遠心力
　　　ｍ：質量(重さ)
　　　ｖ：速度
　　　ｒ：回転半径
　　　(^2は２乗の意味)
　となります。
　かたや重力は、
　　Ｆg＝ｍ・ｇ
　　　ｇ：重力加速度

　両辺が等しい場合を考えてみると、
　　　ｖ^2／r＝ｇ
　これが成り立てば、遠心力を重力がつり合うことになります。

　半径10ｍのジェットコースターの場合で考えてみましょう。
　重力加速度は約9.8m/sec^2ですから、
　　　v^2/10＝9.8
　　　v^2　 ＝98
　　　v 　　＝9.9m/sec
　　　　　　＝35.64km/h
　この場合は、時速約35kmでつり合うことになります。

お礼

分かりやすい回答ありがとうございます。
確かに、そんなジェットコースターには私も乗りたくありません（笑）
体重に比例するんですね、分かりました。
よく考えてみたら、注意書きのところに体重何キロ以上の人は乗れません等のことは書いてありませんもんね（笑）
でも、回転半径が大きくてゆっくりとしたジェットコースターだと危険ってことですよね？
ありえないと思いますが（笑）

回答No.3

Kon1701

安全ベルト、という肩から支えるようなものが多いですね。
ジェットコースター、何かのときに非常停止することもありえます。たしか、逆さの状態で止まった事故があったとおもいます。当然、お客は逆さのままになり、ひとりずつ救出、となったと思います。
こういう事故もありうるので、やはり必要でしょうね。

宙返りのコースターには、コルクの栓抜きみたいな感じのものもありますね。あれ、うまくコースをつくると1Gのまま、つまりなんら遠心力を感じることなく宙返り、ということもできるはずです。
あと、エキスポランドにあった日本で最初の3回転、といっているコースター、ちょっと速度が遅くて落ちそうな感じがあるとか・・・。

お礼

回答ありがとうございます。
確かに、そんな事故ありましたね。
遠心力の事にだけ考えがいってしまってましたね(^_^;)
あぁ！やっぱりゆっくり目なジェットコースターもあるんですね（笑）

回答No.2

k_train_9999

１）いらなくても大丈夫なように設計はされているはずですが、やはり安全面から安全ベルトは必要でしょう。

　この手の問題は高校生向けの物理の教科書なんかにも例題で載っているような問題です。

　これはこの質問とは違いますがこういうＵＲＬがあったので参考にしてみてください。http://www.ne.jp/asahi/tokyo/nkgw/gakusyu/rikigaku/enundou/enundou-kaisetu/enundou-kaisetu.html

お礼

回答ありがとうございます。
確かに必要そうですね。
高校では物理をとらなかったので・・・(^_^;)
参考にしてみます^^