Gli antenati diretti delle montagne russe erano enormi scivoli di ghiaccio molto popolari in Russia nel 16° e 17° secolo. L'idea venne importata in Francia, il clima non era favorevole. Allora i francesi costruirono scivoli cerati, e sostituirono i vagoncini alle slitte. Nel 1817, aprì a Belleville il primo ottovolante. Il primo ottovolante americano fu la Mauch Chunk Switchback Railway, costruita tra le montagne della Pennsylvania a metà del 1800. Per un dollaro, i turisti salivano fino alla cima della montagna per poi precipitare lungo un tremendo percorso accidentato verso il basso. Dopo il 1929, con la Grande Depressione e la seconda guerra mondiale, la produzione dei roller-coaster diminuì, fino al boom del 1970.
Usa l'animazione qui:
http://science.howstuffworks.com/engineering/structural/roller-coaster3.htm
Lo scopo della salita iniziale del vagoncino è quello di "riempire il serbatoio" di energia potenziale o energia di posizione. L'energia potenziale immagazzinata salendo la rampa iniziale può essere rilasciata sotto forma di energia cinetica - l'energia del moto che ti porta giù.
Costruisci le tue Montagne Russe.
Da L'evoluzione della Fisica, Albert Einstein e Leopold Infeld, Boringhieri 1976.
Analizziamo il moto di quella popolare fonte di emozioni che sono le montagne russe. Un vagoncino viene sollevato o spinto fino al punto più elevato di un binarietto. Quando viene sganciato e lasciato a se stesso, il vagoncino comincia a correre in giù per effetto della gravità e poi seguita a salire e scendere lungo un fantastico tracciato, tutto dislivelli e curve procurando, con i repentini cambiamenti di velocità, una serie di emozioni ai suoi occupanti.
Ogni montagna russa ha il suo punto più elevato che è quello in cui il vagoncino viene lasciato libero. Per tutta la durata del suo moto esso non raggiungerà mai più la stessa altezza. La rappresentazione completa di questo moto sarebbe assai complicata.
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Possiamo immaginare che un tale abbia trovato il modo di eliminare completamente l'attrito, compagno indivisibile del moto. ... Supponiamo che il vagoncino inizi la sua corsa da un punto di partenza situato a trenta metri di altezza sul livello del suolo. Provando e riprovando, il nostro inventore constaterà ben presto che egli deve attenersi ad una regola molto semplice: il vagoncino potrà percorrere tutti i tracciati possibili ed immaginabili, con l'unica limitazione che nessun punto di essi sia più elevato della stazione di partenza.
Affinché il vagoncino possa arrivare liberamente al termine del percorso, questo potrà bensì toccare, quante volte si voglia, l'altezza di trenta metri, però mai sorpassarla. ...
Seguiamo il moto del vagoncino, dall'istante in cui lascia la stazione di partenza per cominciare a scendere. A misura che esso si muove, la sua distanza dal suolo diminuisce, ma la sua velocità aumenta. ...
Si può benissimo calcolare la velocità del vagoncino in qualsiasi istante, ove si conosca la sua altezza dal suolo da un punto di partenza situato a trenta metri di altezza sul livello del suolo. ... Nel punto più alto del suo percorso, il vagoncino ha la velocità zero e si trova a trenta metri dal suolo. Nel punto più basso possibile la distanza dal suolo è nulla e la velocità è massima.
... Nel punto più alto il vagoncino possiede energia potenziale, ma è privo di energia cinetica o di moto. Nel punto più basso invece, esso possiede il massimo di energia cinetica, ma nessunissima energia potenziale. In tutte le posizioni intermedie, nelle quali una certa velocità si accompagna ad una certa elevazione, il vagoncino possiede ad un tempo energia cinetica e potenziale. L'energia potenziale aumenta con l'altezza, mentre l'energia cinetica cresce con l'aumento della velocità.
... La somma delle due quantità non varia e viene designata come una costante del moto. L'energia totale, e cioè la cinetica più la potenziale, può venir comparata ad una somma di denaro il cui valore complessivo non muta, ancorché venga continuamente cambiato da una valuta in un'altra e viceversa, ad esempio da euro a dollari, poi da dollari a euro e così via, ma sempre ad uno stesso tasso fisso di cambio.
