Por Avni YayinActualizado
Velocidad a partir de la altura
Una montaña rusa cambia altura por velocidad. En lo alto de la subida el tren tiene energía potencial (su masa × g × la altura); abajo, esa energía se ha convertido en movimiento. Sin pérdidas, la velocidad abajo es v = √(2 g h), pese lo que pese el tren. Una caída de 60 m da unos 34.3 m/s: 124 km/h o 77 mph.
Los trenes reales pierden parte de esa energía por la fricción de las ruedas y la resistencia del aire, así que llegan un poco más despacio. La casilla de “energía perdida” resta una parte: perder un 10% da √0.9 de la velocidad ideal, alrededor de un 5% menos.
Fuerza G en una hondonada
Al fondo de una bajada la vía se curva hacia arriba y tiene que empujar a los pasajeros por la curva además de sostenerlos. Lo que sienten es 1 + v² / (g r) veces su peso, donde r es el radio de la curva. Más rápido, o una curva más cerrada, significa más G.
Por eso las grandes montañas rusas salen de sus caídas con curvas largas y amplias: a 34 m/s, un radio de 30 m da unas 5 g; un radio de 60 m da unas 3 g.
Fuerza G en un looping
Al subir por un looping el tren frena: subir dos radios cuesta 4 g r de la velocidad al cuadrado. Arriba, la gravedad ya hace parte del giro, así que los pasajeros sienten v² / (g r) − 1. Con exactamente 0 g flotan; por debajo de 0, la sujeción tiene que mantenerlos dentro.
Un círculo perfecto es un mal looping: ir lo bastante rápido arriba significa demasiadas G abajo. Por eso los loopings modernos son lágrimas altas (clotoides), cerradas arriba y anchas abajo. Esta calculadora usa un solo radio, así que muestra el peor caso, el circular.
¿Cuánto es demasiado?
Los diseñadores de atracciones trabajan con normas como la ASTM F2291, la práctica de diseño para atracciones de feria. Fija límites en cada eje (arriba y abajo, de lado a lado, adelante y atrás), cuenta la gravedad (un pasajero sentado y quieto siente 1 g) y permite menos cuanto más dura una aceleración: un pico de una fracción de segundo puede superar con creces lo que los pasajeros pueden sentir durante varios segundos.
Las G hacia arriba (negativas) se toleran mucho peor que la presión contra el asiento, y los cambios rápidos entre ambas se limitan todavía más. Así que un número alto de G aquí solo está bien si es breve.
En Park Baron
La pestaña Gráficas del editor de montañas rusas dibuja la velocidad, la altura y las fuerzas G de cada prueba, y la ventana de la atracción muestra las G máximas positivas, negativas y laterales. El juego muestra unas “G de parque” comprimidas, como hacían los clásicos juegos de gestión, para que los diseños sensatos queden entre 1 y 5 g; sus valoraciones castigan los valores extremos (consulta las valoraciones de las montañas rusas, explicadas).