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物理と化学

回転ジェットコースターから人が落ちない理由は? 遠心力との関係は?

投稿日:2016年9月27日 更新日:

回転ジェットコースター

 
今回はジェットコースターについてのお話をします。みなさんも遊園地で一度は乗ってみた経験があるかと思います。

 
中でも特に逆さまに回転するジェットコースターは、傍から見ると人が落ちないのではないかと不安になるかと思いますが、なぜか落ちないですよね。

バケツと遠心力

 
これと似たような現象が、例えばバケツに水を入れて片手で思いっきり回転した時にも表れます。

この時バケツに入った水は、普通に回転し逆さまになってもバケツから落ちることはありません。水がまるでバケツの底にくっついてるような状態になります、回転ジェットコースターと同じです。




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落ちない理由は遠心力が関係!

落ちない理由は、回転運動する物体に遠心力という力がかかるためです。遠心力とは慣性力の一種であり、

仮に回転する物体の速度がVで質量がM、回転半径がRの時、遠心力Fは、次のような式で表せられます。

 
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この式からわかるように、遠心力は速度の2乗に比例することがわかります。

つまりジェットコースターなら、逆さまになって移動している時の速度が速ければ速いほど遠心力が大きくなり、人は落ちにくくなります。

バケツも同じで、中途半端な速さで回しても水は落ちてしまいますが、物凄い力で勢いよく回せば落ちません。

 
逆に上の回転半径のRを大きくすればするほど、今度は逆に遠心力が小さくなります。すると人が落下する恐れが出てくるので、ジェットコースターを設計する際には、

この回転半径というのを慎重に決めて設計しなければいけないのです。

 
またジェットコースターでは回転の凄さをで表すことがあります。これは地球の重力加速度のことで、例えば5Gというのは、体重60kgの人が体重300kgになったように感じることを意味するのです。

 

ジェットコースターの由来と歴史

因みに全くの余談ですが、ジェットコースターというのは和製英語で、正式名称はローラーコースターと呼びます。

ジェットコースターの日

 
ジェットコースターという名称は1955年、当時の後楽園遊園地(現:東京ドームシティアトラクションズ)で7月9日にジェット機にちなんで名づけられたのが始まりです。

故に7月9日はジェットコースターの日と定められています。

 

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