过山车的竖直立环是一种离心机装置 ， 当列车接近回环时 ， 乘客的惯性速度笔直地指向前方 。但车厢一直沿轨道行进 ， 使乘客的身体无法按直线运动 。于是重力推着乘客离开车厢的地板 ， 而惯性则将乘客向地板方向挤压 。乘客本身的外向惯性产生惯性力 ， 使乘客即使在头朝下时也能牢牢地停留在车厢的底部 。当然乘客需要某种安全护具来保证自己的安全 ， 但在大多数大回环中 ， 无论有没有护具 ， 乘客都会停留在车厢中 。
当列车沿着回环移动时 ， 作用在乘客身上的合力在不断地变化 。在回环的最底部 ， 因为加速度朝上 ， 所以轨道对游客向上的支撑力要大于重力 ， 此时游客可以感觉到超重的现象 ， 即感觉特别沉重 。当一路冲上回环时 ， 重力则把乘客向地板的方向推 。所以乘客会感到重力将您向座位方向挤压 。
在回环的顶部 ， 乘客完全倒转了过来 ， 指向地面的重力以及轨道的向下的支持力想把乘客拖出座位 ， 但支持力和重力仅与离心力平衡 ， 即提供运动所需的向心力 ， 此时若是飞车的速度较小 ， 小到所产生的离心力小于重力的话 ， 飞车就会有掉落的危险 ， 所以 ， 在回环顶部的时候要求有一定的速度以保证安全 。同时也是由于离心力的存在 ， 抵消了一部分重力 ， 于是乘客会产生失重现象 ， 感觉身体变得极轻 。等列车驶出回环 ， 沿水平方向行进 ， 乘客又会回到原来的重力 。
大回环的魅力在于 ， 它在短短的一段轨道中塞进了丰富的元素 。在几秒钟内 ， 作用在乘客身上的力不断变化 ， 从而让人体验到各种不同的感觉 。当这些力作用于身体的各个部位时 ， 眼睛会看到整个世界都倒了过来 。对于许多过山车乘客而言 ， 在回环顶部是整个运行过程中最精彩的一刻 ， 人们会感到身体轻如羽毛 ， 眼中只能看到天空 。
在大回环中 ， 竖直加速度的强度是由两个因素决定的：列车的速度和弯道的角度 。当列车进入回环时 ， 它拥有最大的动能 ， 也就是说 ， 它以最快的速度移动 。在回环的顶部 ， 重力已经在一定程度上降低了列车的速度 ， 所以列车拥有更多的势能 ， 但动能减少了 ， 也就是说它以较低的速度移动 ， 但速度不能够低于某一个安全行驶的速度 。
过山车的设计师们最早采用的是正圆形回环 。在这种设计中 ， 一路上的弯道角度是一个常数 。为了在回环顶部产生足够的竖直加速度以压迫列车紧贴轨道 ， 设计师们必须让列车以相当快的速度进入回环(如此可使列车在回环顶部仍能快速行进) 。更快的速度意味着乘客在进入回环时会受到更大的作用力 ， 而这可能会让乘客很不舒服 。
水滴形设计使这些力的平衡变得更加容易 。回环顶部的弯道角度比回环侧面更急促 。这样可以让列车以足够快的速度穿过回环 ， 使之在回环顶部拥有充足的加速力 ， 而且水滴形设计会在侧面产生较小的竖直加速度 。这提供了维持过山车一切运行所需的力 ， 而不致将过大的力施加在可能有危险的部位 。
【过山车是谁发明的 过山车是什么意思】一旦过山车走完了它的行程 ， 制动装置就会非常安全地使过山车停下来 。减速的快慢是由制动气缸中气体的压力来控制的 。
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