놀이기구 속에 숨겨진 과학의 원리 : 4편 후룸라이드, 후렌치레볼루션

놀이기구 속에 숨겨진 과학의 원리

<4편 : 후룸라이드, 후렌치레볼루션>

• 후룸라이드와 후렌치레볼루션

  롯데월드의 후룸라이드와 후렌치레볼루션은 모두 1989년 7월 12일 롯데월드 어드벤처 개장일과 함께 운행을 시작한 어트랙션입니다. 무려 30년이 넘게 운행을 하고 있는 어트랙션인데, 그 인기는 지금까지도 높은 편입니다. (그렇다는 것은 새로운 어트랙션 중에 이 어트랙션을 뛰어넘는 어트랙션이 부족하다는 뜻이기도 하겠지만요) 특히 후렌치레볼루션의 경우 세계에서도 몇개 없는 실내에 위치한 롤러코스터라는 독특함 때문에 더욱 더 많은 사람들에게 관심을 받는 것 같습니다. 

 

• 위치에너지와 운동에너지

  후룸라이드와 후렌치레볼루션과 같은 어트랙션은 마치 엄청난 전력을 통해 달리는 것 같지만, 일정궤도의 높이까지 가기 위해서만 전기의 힘으로 올라갑니다. 그렇게 올라가 위치에너지를 만들고 내려올 때는 위치에너지를 운동에너지로 변환하여 스스로 달리는 원리입니다.

 

  이와 같이 높은 곳에서 위치에너지를 얻은 물체가 내려오면서 운동에너지를 얻어 내려오는 것을 에너지의 전환이라고 합니다. 에너지가 한 형태에서 다른 형태의 에너지로 바뀌는 현상인데, 롤러코스터가 오르막에서는 느려지고 내려갈 때 빨라지는 이유입니다. 롤러코스터가 올라갈 때는 운동에너지가 작아지면서 위치에너지 값이 최대가 되고, 내리막에서는 그 반대가 되기 때문입니다.

 

• 원심력과 구심력

  빠른 속도로 달리는 롤러코스터가 360도 회전을 해도 떨어지지 않는 이유는 지구에서 잡아당기는 중력보다 원운동을 하면서 생기는 원심력이 더 크게 작용하기 때문입니다.

  롤러코스터가 달릴 때 타고 있는 승객에게도 원심력이 작용하기 때문에 떨어지는 일은 절대 없으며, 오히려 몸을 더욱 열차로 잡아당기는 것과 같은 느낌을 받게 됩니다.

 

• 관성의 법칙

  움직이는 물체는 가던 방향으로 나아가려는 '관성'을 가지고 있습니다. 이것을 '관성의 법칙'이라고 합니다. 좌 또는 우로 회전하는 롤러코스터의 트랙을 살펴보면 대체적으로 부드럽게 꼬이는 듯한 트랙의 형태를 하고 있는데, 그 이유가 바로 관성의 영향을 덜 받기 위한 것입니다.

 

  더불어 많은 롤러코스터 열차에서 기차나 자동차처럼 바퀴가 아래쪽으로만 있지 않고, 위/아래/좌/우에도 있는 모습을 볼 수 있는데 이 또한 관성으로 인해 열차가 튕겨져 나가는 사고를 방지하게 위함이라고 볼 수 있습니다.

 

• 궤도의 반지름과 속도

  롤러코스터 원 궤도의 반지름이 크면 원심력이 작용하더라도, 열차가 떨어질 수 있기 때문에 궤도가 크면 클수록 더욱 빠르게 속도를 내서 달려야 합니다. 반면에 원 궤도의 반지름이 작으면 속도를 느리게 달려야 레일을 벗어나 달리지 않습니다. 이와 같이 회전코스를 달리는 어트랙션을 설계할 때에는 원 궤도의 반지름에 따라 달려야 할 속도를 정확하게 계산하여야 합니다.

 

 

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