為什麼過山車沒有圓形軌道呢？

如果你常去遊樂園玩，一定也有注意到過山車軌道一向都是如下圖有點橢圓的圓弧 (看起來像倒反的水滴)，沒有任何一座過山車軌道是呈現完整的圓型，為什麼呢？

原來這背後有個物理因素，國外科技博客Gizmodo整理了一篇圖文並茂的解釋，一起來了解吧！

首先，我們先來了解為何過山車倒掛時不會摔落軌道。由於推動過山車的動力提供了一種向心力 (centripetal force)，若用牛頓第一運動定律來解釋，沒有了向心力，車子就會維持同樣的速度在一條直線上行駛不停，這就是為什麼過山車行駛在弧形軌道上時，你會覺得身體被網座位上「壓制」，那是因為弧形軌道正中央有一股力量在牽引著你，使你身體做出的反射動作。

但事實上現在每座過山車都是將車底設計成固定在軌道上，所以萬一過山車因故失去動力，倒掛的過山車也不至於掉下來。

當一股力量在圓形的路徑上加速時，加速力道的大小就會跟圓形的半徑呈反比，半徑越窄，加速力道也會越強。

假如過山車的軌道是圓形，就會需要更強的力道讓過山車衝到最高點，而且當衝到最高點 (12點鐘方向) 時，乘客會感到完全無重力，但當車子開始往下滑時，到了圓圈的9點鐘方向就會讓人感受到2g的重力加速度，繼續往下就會加強到4g，再加上地心引力就是5g了！連受過專業訓練的戰機駕駛員都會因為6g而失去意識，你就知道光是5g就已經會讓一般人感到非常不適。

為了解決這個問題，他們起初想到，如果能讓過山車在最高點暫時停住，乘客就會感覺到-1g的重力 (因為是反的)，但到了圓圈底部還是有4到5g，還是太危險。換句話說，如果軌道呈圓形，光是要累積足夠的衝力衝上圓圈的最高點，接下來的速度一定都慢不下來，所以只好另尋解決方法。

前面有提到半徑跟速度的關係，於是他們想到，如果能在過山車衝過圓弧頂端時，用比較大的半徑就能讓車子減速了！

結論：圓形的軌道會讓人身體負荷不了！

除非你想不開了……

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