Berg- og dalbane med Newton

Foto: NysgjerrigperNår berg- og dalbanen plutselig gjør en sving, blir du slengt i motsatt retning. Hvorfor det?

Hvis du sitter på venstre side i vognen og den plutselig svinger til høyre, blir du presset mot venstre og ligger klistret mot siden av vognen. Sånn føles det, i hvert fall. Men det kan forklares på en annen måte: Først er både du og vognen i full fart rett forover. Når vognen plutselig svinger, fortsetter du rett fram. Der møter du siden på vognen, som har svingt til høyre siden sist. Vognveggen presser deg over mot høyre side, i samme retning som vognen opprinnelig gikk i.

Hva skjer?

Når du fortsetter rett fram, følger du Newtons første lov. Den sier at en gjenstand som er i bevegelse, vil fortsette i samme retning hvis ingen krefter påvirker den. Newtons andre lov sier mer om kreftene som må til for at gjenstanden skal forandre retning. Jo mer retningen skal forandres, jo sterkere krefter må til. Så når berg- og dalbanen gjør en skikkelig skarp sving og skal få deg til å fortsette i en helt annen retning enn du beveger deg i, må den dytte deg ganske kraftig.

Hvorfor ramler du ikke ut i loop'en?

Når du er midt i en loop, henger du med hodet ned, uten å ramle ut av setet. Men det er ikke sikkerhetsbøylen som holder deg på plass, du kan faktisk kjenne at du blir presset opp mot setet. Og hvis du har med deg et glass vann og greier å holde øynene åpne til tross for at det er skummelt, vil du se at det samme skjer med vannet: Det holder seg på plass i glasset, selv om glasset er opp ned!

Hva skjer?

Det som skjer, er på mange måter det samme som når du blir slengt til siden i svingen. Denne gangen svinger berg- og dalbanen opp og rundt i stedet for til en av sidene. Når du er midt i loopen, er du egentlig i bevegelse på vei oppover. Hvis ikke vognen hadde skiftet retning slik at setet kom i veien og presset deg tilbake, ville du fortsette opp mot himmelen! Selvsagt virker tyngdekraften også, og den trekker deg ned mot bakken. Men hvis berg- og dalbanen har stor nok fart, vinner den kraften som slenger deg oppover og presser deg opp mot setet, over den kraften som trekker deg ned mot jorda.

Hvorfor kjenner du deg så lett når berg- og dalbanen raser utfor en bakke?

Tenk deg at du har lagt en badevekt på setet før du setter deg i vognen. Du presser ned mot badevekten med hele din tyngde, mens badevekten presser mot deg. (Her er det Newtons tredje lov som er på ferde.) Tallene på vekten viser hvor hardt du presser mot vekten og hvor hardt vekten presser mot deg. Når berg- og dalbanen raser utfor en bratt bakke, faller badevekten bort fra deg. Den presser ikke så hardt mot deg, du presser ikke så hardt mot den, og tallene blir derfor lavere. Hvis berg- og dalbanen falt loddrett ned (ta det rolig, den gjør ikke det!), ville du og vekten ikke presse mot hverandre i det hele tatt, og viseren ville stå på 0.

Hva skjer?

Slik er det med kroppen også. De forskjellige kroppsdelene er ”stablet” oppå hverandre og trykker på hverandre, akkurat som du trykker på badevekten. Når du raser nedover, presser ikke de forskjellige delene så hardt mot hverandre, og du kjenner deg lett som en fjær. Hvis du faller rett ned, kan du føle deg helt vektløs, akkurat som en astronaut i verdensrommet.