lu.se

Nationellt resurscentrum för fysik

Institutionen för Fysik, Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Inbromsning före stationen

Efter den avslutande hjärtlinje-rullningen kommer tåget fram till bromsen, som börjar 319 m efter och 8 m högre än slutet den andra accelerationszonen som ger tåget farten 23.5m/s. Om man kunde försumma energiförluster skulle farten vara ca 20m/s när tåget kom till bromsen, men i verkligheten blir det ca 15 m/s.

Bromssträckan är totalt 35m och lutar 4.5° nedåt. Magnetbromsen har 9 par av bromsfenor. Varje bromsfena är 1.650 m lång, 20 cm hög och 6mm tjock. Materialet är CuSn6 (se detaljbilden), som har en elektrisk ledningsförmåga 7.5-10 m/Ω/mm2 vid 20°C. (Som komplement till bromsfenorna i magnetbromsen finns också tre statorer, som kan anpassas automatiskt efter den uppmätta farten. Efter magnetbromsen följer även en mekanisk broms. )

Se också film för nedladdning.

Övning:

  • Om inbromsningen skulle ske med konstant acceleration (motriktad rörelsen) under 30 m, hur lång tid skulle inbromsningen ta. (Medelfarten blir då alltså 7.5 m/s). Hur många "g" svarar detta mot?
  • Hur stor är den totala volymen för bromsfenorna? Hur mycket energi går åt för att värma upp dem 1 grad? Värmekapaciteten för koppar är C = 385 J kg−1 K−1 och densiteten 8.85 ton/m3.
  • Om hela tågets rörelseenergi skulle övergå till värme i bromsfenorna och fördelas jämnt, hur mycket skulle de då värmas upp när ett tåg passerar? Ett fullastat tåg väger ca 10 ton. 
  • Jämför med beräkningarna för Kanonens bromsar. Du kan då uppskatta hur mycket den första bromsfenan värms upp jämfört med ditt beräknade medelvärde.

(Materialet i Kanonens bromsar var i stället en legering med koppar och ca 5% Zn, med högre ledningsförmåga ca 32 m/ Ω / mm2. Detta ger en snabbare inbromsning och kortare bromssträcka, men Kanonens tåg var också lite lättare och hade lägre fart före bromsen.)

Läs mer om bromsar i berg- och dalbanor: http://www.coastersandmore.de/rides/brake/brake.shtml