De fysica van een speeltuinglijbaan

De wetten van de fysica kunnen direct worden geraadpleegd bij het onderzoeken hoe een speelglijbaan werkt. Verschillende krachten hebben invloed op de efficiëntie van een glijbaan, met als meest voor de hand liggende de zwaartekracht. Zwaartekracht is een constante kracht die zich uitoefent op alles wat massa heeft. De zwaartekracht is echter niet de enige kracht die de snelheid of versnelling bepaalt van een object of persoon die van een glijbaan af beweegt.

van de aarde zwaartekracht oefent een neerwaartse kracht uit op alles op de planeet. Wanneer iemand bovenaan een glijbaan zit, is de zwaartekracht de constante kracht die de persoon rechtstreeks naar beneden trekt. Zonder de zwaartekracht die een persoon trekt, zou een glijbaan helemaal niet werken. Zwaartekracht is een fundamenteel natuurkundig concept dat bijna alles beïnvloedt, inclusief speeltoestellen.

Hoewel zwaartekracht een essentieel onderdeel van de natuurkunde is voor een glijbaan, is wrijving van even groot belang. Wrijving werkt tegen de zwaartekracht in om iemands afdaling op een glijbaan te vertragen. Wrijving is een kracht die optreedt wanneer twee objecten tegen elkaar wrijven, zoals een glijbaan en de achterkant van een persoon. Zonder wrijving zou een glijbaan de berijder te snel versnellen, met mogelijk letsel tot gevolg. Bepaalde materialen die smeermiddelen worden genoemd, kunnen de effecten van wrijving verminderen. Dit is de reden waarom waterparkglijbanen veel sneller zijn dan speelglijbanen; het water werkt als een smeermiddel. Zittend op vetvrij papier kan ook de hoeveelheid wrijving verminderen.

De eerste bewegingswet van Newton vestigt een natuurkundig concept dat traagheid wordt genoemd. Volgens The Physics Classroom kan de wet van Newton worden samengevat als "Een object in rust blijft in rust en een object in beweging blijft in beweging met dezelfde snelheid en in dezelfde richting, tenzij er een onevenwichtige kracht op werkt." Het object (de persoon) is in rust aan de bovenkant van de schuiven. Het object of de persoon blijft in rust totdat hij wordt geduwd, hetzij door hemzelf of door iemand anders. Na de duw versnelt hij totdat hij een maximale snelheid heeft bereikt en blijft in beweging totdat hij wordt gestopt door een andere kracht. Dit is traagheid.

Wanneer een persoon voor het eerst bovenaan een glijbaan gaat zitten, bevat ze potentiële energie. Potentiële energie is elke opgeslagen energie en bestaat in elk object of kan vallen of bewegen. Terwijl ze begint te glijden, wordt de potentiële energie omgezet in kinetische energie. Elk object dat in beweging is, bevat kinetische energie. De hoeveelheid kinetische energie is afhankelijk van massa en snelheid. Dus de kinetische energie van een persoon die van een glijbaan glijdt, hangt af van hoeveel de persoon weegt en hoe snel de persoon gaat, wat onderling samenhangende factoren zijn. Het maakt niet uit op welke manier een persoon van een glijbaan afdaalt, en ongeacht welke hoek, die persoon kinetische energie bevat.