Energiomvandlingar i Valkyria
![](fileadmin/_processed_/f/4/csm_valkyria_lifthill_fe3bc83c2b.jpg)
Arbete och lägesenergi
Berg- och dalbanor är klassiska exempel på omvandlingar mellan lägeseneergi och rörelseenergi. I Valkyrias "uppdrag", drar kedjan upp tåget upp H = 40 m över stationen. Ett tomt tåg har massan väger 4849 kg. Med 18 personer i ett fullastat tåg blir det en total massa M ≈ 6 ton. Genom motorns arbete för att kedjan ska dra tåget har lägesenergin har då ökat med MgH
- Hur mycket har lägesenergin ökat under uppdraget?
Från lägesenergi till rörelseenergi
Snabbare och snabbare
![Valkyria - dyket](fileadmin/_processed_/6/b/csm_drop_05b52d15ec.jpg)
2. Hur snabbt går tåget i lägsta punkten? (Försumma friktion och luftmotstånd!)
Lägesenergi - rörelseenergi - lägesenergi ...
![](fileadmin/_processed_/6/3/csm_valkyria_h_sv_4033ab83a1.jpg)
Friktion och inbromsning
![](fileadmin/_processed_/7/1/csm_valkyria_broms_sensor_e95a77ff64.jpg)
Grafen visar hur höjden varierar med tiden under en tur i Valkyria. Notera hur de högsta punkterna blir lägre och lägre. Ingen ny energi tillförs under turen!
Effekten av friktion uppskattas till 2-4 cm höjd per meter spår. I slutet av turen kommer tåget in i den avslutande magnetbromsen. Bilden till höger visar bromssvärden i spåret. (Notera också de små gröna sensorerna i spåret som registrerar när tåget har passerat.) På undersidan av tåget sitter magneter, med omväxlande nord- och sydpoler närmast bromssvärden. När tåget kommer in i bromsen inducerar magneterna virvelströmmar i bromssvärden. Virvelströmmarna skapar ett magnetfält som "motverkar orsaken till sin egen uppkomst" (enligt "Lenz' lag"). Ju snabbare tåget går, desto starkare magnetfält och större bromskraft. Fiffigt - eller hur!
Tågets rörelseenergi omvandlas alltså till elektrisk energi, som i sin tur värmer upp spåret. Sekvensen nedan visar IR-bilder från Kanonens bromsar när ett tåg passerar. De uppvärmda bromssvärden strålar ut värmestrålning som leder till avkylning. Bilderna visar också att en del värme leds ned i spåret, eftersom underdelen av bromssvärden kyls ned snabbast.
Läs mer om magnetbromsar och se ett video-abstract om inbromsningen.
Se också en film om Energy conversions in roller coasters och en "PoV"-film från Valkyria