글: Avni Yayin업데이트
높이에서 속도로
코스터는 높이를 속도로 바꿔요. 리프트 힐 꼭대기에서 열차는 위치 에너지(질량 × g × 높이)를 갖고, 바닥에서는 그 에너지가 운동이 돼요. 잃는 것이 없다면 바닥에서의 속도는 열차 무게와 관계없이 v = √(2 g h)예요. 60 m 낙하면 약 34.3 m/s, 즉 124 km/h(77 mph)예요.
실제 열차는 바퀴 마찰과 공기 저항으로 에너지 일부를 잃어서 조금 더 느리게 도착해요. “잃는 에너지” 칸이 그만큼을 빼요. 10%를 잃으면 이상적인 속도의 √0.9, 약 5% 느려져요.
골짜기에서의 G-포스
내리막 바닥에서 트랙은 위로 휘고, 탑승객을 받쳐 주는 동시에 커브를 따라 밀어 줘야 해요. 탑승객이 느끼는 힘은 몸무게의 1 + v² / (g r)배이고, r은 커브의 반지름이에요. 더 빠르거나 커브가 더 좁으면 g가 커져요.
그래서 큰 코스터는 낙하 끝을 길고 완만한 커브로 빠져나와요. 34 m/s에서 반지름 30 m면 약 5 g, 반지름 60 m면 약 3 g예요.
루프에서의 G-포스
루프를 오르면서 열차는 느려져요. 반지름 두 배를 오르면 속도 제곱에서 4 g r이 빠져요. 꼭대기에서는 중력이 회전을 일부 맡아 주니, 탑승객은 v² / (g r) − 1을 느껴요. 정확히 0 g면 둥실 뜨고, 0 아래면 안전바가 붙잡아야 해요.
완벽한 원은 나쁜 루프예요. 꼭대기에서 충분히 빠르면 바닥에서 g가 지나치게 커져요. 그래서 요즘 루프는 위는 좁고 아래는 넓은 키 큰 눈물방울 모양(클로소이드)이에요. 이 계산기는 반지름 하나만 쓰니, 원형일 때의 최악의 경우를 보여 줘요.
얼마나 되면 너무 많을까요?
놀이기구 설계자는 놀이기구 설계 실무 표준인 ASTM F2291 같은 기준을 따라요. 축마다(위아래, 좌우, 앞뒤) 한계를 두고, 중력을 포함해 계산하며(가만히 앉은 탑승객은 1 g를 느껴요), 가속이 오래 지속될수록 더 적게 허용해요. 1초도 안 되는 최고치는 몇 초 동안 느껴도 되는 값보다 훨씬 높을 수 있어요.
아래로 당기는(음의) g는 좌석에 눌리는 것보다 훨씬 견디기 어렵고, 둘 사이를 빠르게 오가는 건 더 엄격히 제한돼요. 그러니 여기서 높은 g 값은 짧을 때만 괜찮아요.
Park Baron에서는
코스터 편집기의 그래프 탭은 시운전마다 속도, 높이, G-포스를 그려 주고, 놀이기구 창은 최대 양의 g, 음의 g, 측면 g를 보여 줘요. 게임은 고전 타이쿤 게임들처럼 압축된 “공원 g”를 보여 줘서, 합리적인 디자인은 1~5 g 사이에 들어와요. 평가는 극단적인 값에 벌점을 줘요(코스터 평가 해설 참고).