理科老師在雲霄飛車上裝了感測器 ~巨雷山篇~

我是科學教練桑子研。每天都是實驗。

我帶著感測器,搭上了東京迪士尼樂園的雲霄飛車(Big Thunder Mountain 和 Splash Mountain)。我發現了許多旅遊指南上絕對不會告訴你的有趣秘密

上一篇文章,我分析了在 Splash Mountain 上取得的數據;這一次,則要來分析 Big Thunder Mountain 的數據。關於 Splash Mountain 的數據分析結果,以及我為什麼會做這件事的來龍去脈,請參考這篇文章

スプラッシュマウンテンの高度・加速度の一部始終をセンサーで測って見た【ディズニーランド物理学】

相信很多人都知道,Big Thunder Mountain 是這樣的遊樂設施。這是其他人拍攝的影片,如果你還沒搭過,歡迎一定要看看。

數據揭開了遊樂設施的「真面目」

那麼就直接進入正題吧!我這個超級不擅長搭雲霄飛車的人,竟然也去挑戰了 Big Thunder Mountain。老實說,真的很可怕。我不想再搭第二次了(但為了測量數據,結果被迫搭了兩次)。

其實,所謂的刺激型遊樂設施,並不是單純因為「速度快」才讓人害怕,而是因為身體承受的加速度會隨著時間不斷變化,讓人產生一種「不知道下一秒會被怎麼甩」的感覺。人的平衡感對這種突然的變化非常敏感。
這次測得的加速度與高度數據,可以在這裡查看。

從數據可以看出,Big Thunder Mountain 的最大落差大約是 9.9 公尺(第一次測得 9.6 公尺,第二次則測得 9.9 公尺、9.0 公尺)。最高點則比乘車處高出約 9.5 公尺。

另外,整個乘車時間大約 3 分鐘,比 Splash Mountain 還要短。
有趣的是,它會在途中進行 3 次「補充重力位能」,再把這些能量轉換成動能繼續前進。也就是說,這座雲霄飛車並不是一路爬上一個超大的山坡,再一次衝到底,而是由一連串小山丘組成的。
這是因為雲霄飛車的馬達並不是全程持續運轉,而是利用最初透過鏈條拉升時所儲存的能量,在行進過程中不斷轉換、利用。

透過計算發現:官方資料沒有公布的最高速度

利用力學能守恆定律(※)來計算最高速度,可以得到 13.9 m/s,換算成時速約為 47.5 km/h。

這應該是官方資料中沒有公布的資訊,但這速度其實相當驚人。想像一下,在那麼小的遊樂設施裡,竟然能跑出接近市區汽車法定速限的速度,應該會讓不少人覺得意外吧!
另外,我們也可以從數據中看出,它的加速與減速變化非常劇烈(我推測這可能與軌道上細小的高低起伏有關)。
也就是說,乘客的身體其實一直受到相當強烈的搖晃。這可以說是它和 Splash Mountain 最大的不同之一。
如果說 Splash Mountain 是利用「一次巨大的落下」來製造恐懼,那麼 Big Thunder Mountain 則是透過「一連串細碎而快速的搖晃」來製造刺激。從數據中,也能清楚看出這兩種設計上的差異。
同樣都是刺激型遊樂設施,背後的設計理念卻完全不同,這真的是一個非常有趣的發現!
另外,Splash Mountain 和 Big Thunder Mountain 的原始數據也一併公開在這裡。如果你也想自己進行分析,歡迎自由下載使用。

GoDirect 的數據

以試算表匯出的資料

Splash Mountain 的高度・加速度原始數據

Big Thunder Mountain 的高度・加速度原始數據
分析後的資料
Big Thunder Mountain 的高度・加速度分析數據

Splash Mountain 的高度・加速度分析數據

※ 關於如何利用落差來計算速度,請參考這篇文章。

落差16mの恐怖、理科で解明!スプラッシュマウンテンを数式でのぞく【ディズニーランド物理学】


利用這些資料,一起來計算富士山和 Splash Mountain 的速度吧!

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