Você sabia que as montanhas-russas dos parques de diversão fazem uso dos conhecimentos de Física em energia cinética e potencial? Existem poucas salas de aula mais excitantes que uma montanha-russa! Elas estão ficando cada vez mais rápidas e complexas, mas o princípio fundamental permanece o mesmo: a energia cinética e potencial que estamos estudando!
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| Figura retirada de http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Rollercoaster_Tornado_Avonturenpark_Hellendoorn_Netherlands.jpg
Um carrinho de montanha russa realizando um looping: No ponto mais alto do looping o carrinho ainda possui energia cinética para completar o looping e continuar seu movimento.
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Uma montanha-russa lembra um trem de passageiros: possui uma série de vagões conectados que se movem sobre trilhos. Porém, ao contrário do trem de passageiros, ela não possui motor ou fonte de energia própria. A energia que move os carrinhos é dada por um sistema que puxa o trem para cima da primeira colina (chamada colina de elevação), com a intenção de fornecer uma certa quantidade de energia potencial.
A energia potencial, como discutido na teoria, é proporcional à altura, assim à medida que elevamos o carrinho em relação ao solo aumentamos sua energia potencial. Em seguida o carrinho é solto da colina de elevação (que é a mais alta de todo percurso da montanha-russa) e a energia potencial acumulada é então transformada em energia cinética, que possibilita o movimento do carrinho.
Nas montanhas-russas a altura das colinas diminuem ao longo do percurso, e isso é fundamental uma vez que a energia potencial acumulada na colina de elevação é perdida aos poucos devido ao atrito entre o trem e os trilhos e também entre o trem e o ar.
http://www.cbpf.br/~eduhq/html/tirinhas/tirinhas_imagens/fisica/fisica0217.jpg
Quando o carrinho da montanha-russa realiza um looping, no ápice do mesmo (bem no topo), você está completamente de cabeça para baixo: a gravidade está puxando você para fora de sua cadeira em direção ao solo, mas uma força de aceleração forte o empurra contra a cadeira, em direção ao céu. Uma vez que as duas forças agindo em direções opostas são aproximadamente iguais, você se sente muito leve. Assim como na descida rápida, você se encontra quase sem peso no topo do looping. À medida que o giro acaba e seu corpo nivela, o peso retorna.
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Quando o carrinho realiza um looping a resultante das forças (peso aparente) aplicada sobre o passageiro aponta em diferentes direções em diferentes pontos da curva. No topo do looping a resultante aponta na direção do céu e assim o passageiro sente uma força que pressiona-o contra o carrinho e esse, por sua vez, é pressionado contra os trilhos, evitando que ele venha a cair em direção ao solo.
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Quando o carrinho entra no looping, sua energia cinética é máxima, isto é, move-se à velocidade máxima. No topo do looping, a gravidade de certa forma desacelerou o carrinho, que agora tem mais energia potencial e menos energia cinética, e move-se com velocidade reduzida.
Referência: Tom Harris. "HowStuffWorks - Como funcionam as montanhas-russas". Publicado em 18 de abril de 2001 (atualizado em 06 de agosto de 2008) http://criancas.hsw.uol.com.br/montanhas-russas.htm (26 de junho de 2011)
