롤러코스터 ［Roller Coaster］만들기 양평 중학교 2학년 3반 정 경 훈 지도교사 선생님: 김 유 상

목차 1. 동기 2. 목적 3. 탐구 계획 4. 롤러코스터의 역사 5. 우리나라의 롤러코스터 6. 롤러코스터의 원리 7.롤러코스터 실험 8.프로그램을 이용해 롤러코스터 제작 9. 설계도 제작

동기 최근 애버랜드에서 T-Express 라는 우드 코스터가 제작되어 가동 중이라는 것을 신문에서 읽었다. 그런데 그 T-Express 는 스위스의 ‘Intamin’이라는 회사 에서 설계를 하여 제작한 것이라고 한다. 비록 제작은 우리나라에서 했지만 왜 우리나라에서 롤러코스터를 직접 설계하여 만들지 못하는지 궁금하였다. 그래서 단순해 보이는 롤러코스터가 왜 만들기 어려운지 알아보고자 한다.

목적 이번 연구를 통해 실제로 롤러코스터를 모형으로 만들어 보고 이를 바탕으로 실제 롤러코스터의 설계도를 만들어 보고자 한다. 그리고 전문가의 검증을 받아 설계도의 실현 가능성을 알아본다.

롤러 코스터의 역사⑴ Russian Ice Slides, 1650 The origin of the Roller Coaster dates back to the Russian Ice Slides built in the 17th century throughout Russia. french Centrifugal Railway - 1846 The French Centrifugal Railway, the world's first looping roller coaster with a 13-foot diameter loop was imported to France from England. Mauch Chunk Switchback Railway The Mauch Chunk Switchback Railway offered spectacular views of the Lehigh River and the Blue Ridge Mountains for the region's visitors to see. The railway ran until 1929 when the Central Railroad closed it. Cyclone Roller Coaster, Coney Island The world famous Cyclone Roller Coaster at Coney Island. Designed by Vernon Keenan it cost $100,000 to build the Cyclone in 1927. Today, it remains in operation as the last wooden coaster icon on the boardwalk. The world-famous Cyclone roller coaster opened at Coney Island in 1927.

롤러코스터의 역사⑵ Cyclone at Palisades Amusement Park Palisades Park opened in 1898 on the bluffs of the Hudson River across from New York City. The park closed for redevelopment in 1971. ] Mister Twister, Elitch Gardens Sadly, Mister Twister is no more and arguably one of the most missed. This work of art from John Allen, possibly his best ever, closed in 1994 when Elitch Gardens relocated to a new location in downtown Denver. The coaster was not moved and was demolished several years later.

우리나라의 롤러코스터 88열차 블랙홀2000 T-Express 파에톤

롤러코스터의 원리 롤러코스터(Roller Coaster)는 전동기와 연결되어 있는 체인에 의해 일정한 지점까지 올라간다. 이 때 롤러코스터는 높이 만큼의 위치에너지를 갖게 되고 내리막길에서 롤러코스터는 낙하 운동을 한다. 롤러코스터는 아래로 내려오면서 속력이 점점 빨라지는데, 그 이유는 그 구간에서 위치에너지가 감소하면서 그 에너지가 운동에너지로 전환되었기 때문이다. 다시 올라가는 트랙에 이르면 속력은 줄어든다. 이 구간에서는 운동에너지가 위치에너지로 전환된다. 트랙을 돌면서 롤러코스터는 처음 지녔던 에너지에서 레일과의 마찰 때문에 운동에너지가 줄어든다. 그래서 롤러코스터의 속력은 점점 줄어들고 브레이크에 의해서 정지된다.

360。루트를 돌기 위해 필요한 최소 높이를 구해보자. 목표 360。루트를 돌기 위해 필요한 최소 높이를 구해보자.

역학적 에너지 정의 물체의 운동상태에 따라 결정되는 운동에너지와 물체의 위치에 따라 정해지는 위치에너지의 합을 역학적 에너지라고 한다.

역학적 에너지 보존의 법칙 위치 에너지와 운동에너지가 서로 전환되어도 두 에너지의 합은 항상 일정하다. 이것을 역학적 에너지 보존 법칙이라고 한다.

위치에너지 위치에너지= 물체의 무게×높이=wh=9.8mh 위치에너지=물체에 작용한 힘×물체를 들어올린 높이 물체에 작용한 힘은 물체의 무게인데, 지구상에서는 1kg의 물체에 작용하는 중력의 크기가 9.8N이다. 물체의 무게(w)= 물체의 질량(m)×9.8 ∴무게가 w인 물체가 높이 h인 지점에 있을 때 물체의 위치에너지= 물체의 무게×높이=wh=9.8mh

운동에너지 운동하는 물체가 할 수 있는 일의 양은 물체의 질량이 클수록, 속력이 빠를수록 커진다. 즉, 물체의 운동에너지는 질량이 클수록 속력이 빠를수록 크다. 운동에너지=½mv²

구심력 (=중력) 과 원심력 구심력 공식 구심력=mg=9.8m 원심력 공식 원심력=mv²/r ※v=velocity(속력) r=radius(반지름)

롤러코스터가 360。루트를 돌려면?

결론 ※h＞1.414r 높이와 360。루트의 반지름간의 관계 √ 19.6h＞√ 9.8r √ 19.6=4.427 , √ 9.8=3.130 4.427√h＞3.130√r 4.427h＞3.130r h(높이)와r(반지름)관의 수식 ※h＞1.414r

5 가속도

6각속도

7각가속도

롤러코스터 제작

실제 롤러코스터 설계도 만들기

참고 서적및 사이트

도움을 주신 분들 김유상 선생님 017-713-7932 9552003@hanmail.net