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游乐设施的设计加速度到底是什么鬼

 九妹婆婆 2023-03-28 发布于河南

当前游乐设施行业专家存在这种观点:游乐设施设计加速度不是仅仅的在加速度基础上加入了重力加速度。游乐设施设计加速度与物理学中的加速度是两个概念。游乐设施设计加速度的积分也不是游乐设备的速度。游乐设施的设计加速度就是来源惯性力,与其他无关,不要再提科氏力、重力了,提来提去,你会把自己搞晕的。

一、惯性与惯性力

对于惯性的理解要注意以下三点:

1.一切物体具有惯性。
2.惯性是物体的固有属性。
3.质量是惯性大小唯一的量度。
惯性是保持原有运动状态的一种趋势,只与物体的质量大小有关,跟是否运动无关。惯性力是“被动”的力,相似于向心力,本应是不存在的,它的存在是因“主动”力的存在(“主动”力即是改变物体运动状态的力)才起的反作用的力,这就是它保持原有运动状态的体现,希望这能帮你理解惯性!
二、达朗贝尔原理的本质
达朗贝尔原理和牛顿第二定律从本质上是一样的,是从牛顿第二定律中推导出来的。所以,能运用达朗贝尔原理解决的题目也能运用牛顿第二定律解决。区别在于,达朗贝尔原理能够将原本有加速度的非平衡态物体给转变成为“平衡态”物体,简单直接的对整体列平衡方程,大大减小了运算量。

三、重力的本质是惯性力

爱因斯坦狭义相对论和广义相对论的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯系参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。广义相对论中的等效原理观点,将惯性力与引力二者进行等效,惯性力大则引力大,二者是同时的,爱因斯坦认为惯性力是空间的特性。

物体的重量是地心引力与惯性离心力合力的大小。如果说重量是重力的大小,则重力就是“地心引力与惯性离心力的合力”。引力也是惯性力,则重力的本质就是惯性力。

四、加速度测试仪的力学原理

加速度传感器是用来将加速度这一物理信号转变成便于测量的电信号的测试仪器。它是工业、国防等许多领域中进行冲击、振动测量常用的测试仪器。不管是什么型号的加速度测试仪,力学原理是相同的。

加速度测试仪的力学原理,加速度:

a=F /m

其中:F——惯性力;m——物体质量

这里的力,就是惯性力,这里质量不是乘客的质量,因为加速度测试仪,与有没有乘客没有关系,这个质量,是加速度测试仪内部试块的质量。

压电加速度传感器结构原理图

五、小结

当前行业内有这样一种观点:游乐设施设计加速度不是仅仅的在加速度基础上加入了重力加速度。这个理解是错误的。

游乐设施设计加速度的本质是惯性力,与是否运动没关系,与物理学的加速度是两个概念,惯性力包括重力,所以利用惯性力推导出来的游乐设施加速度,无需再考虑科氏力,无需在考虑重力,因为惯性力里面都包括了。

如果力学基础薄弱,这三四天的科普文章很难理解透。当然,你无需理解透,只需要把握一点:游乐设施的设计加速度就是来源惯性力,与其他无关,不要再提科氏力、重力了,提来提去,你会把自己搞晕的。

本文观点只代表作者个人,如果与您的学术观点不一致,希望能多沟通、多交流,虚心接受各位专家的批评指正,本人无意冒犯任何人,并尊重行业前辈。
——作者:九妹婆婆

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