Comment Fonctionnent Les Glissades D'Eau

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C'est un acte de foi sur une chute sinueuse, humide et humide… découvrez comment les principes de la physique sont à l'œuvre avec les glissades d'eau.

Dans l'industrie des parcs d'attractions, les montagnes russes sont rois. Mais pendant les mois les plus chauds de l'été, ces attractions classiques sont en concurrence avec les glissades d’eau. Au cours des 30 dernières années, le monde des glissades d’eau a explosé. De simples pistes au bord de la piscine, elles sont devenues des attractions complexes qui dominent des parcs entiers. Selon la World Waterpark Association, il existe plus de 1 000 parcs aquatiques en Amérique du Nord et environ 78 millions de personnes les ont visités au cours de l'été 2006.

Les parcs aquatiques offrent des toboggans avec des dizaines de boucles, des vitesses incroyables et des gouttes vertigineuses. Le plus haut toboggan en chute libre jamais enregistré est le «Summit Plummet» de 37 mètres situé sur la plage Blizzard de Walt Disney World. Si vous préférez descendre sur un radeau, vous pouvez plonger dans le même record "Insane", une glissade d'eau de 11 étages au Brésil . Que vous soyez sur une natte, un radeau ou votre peau nue, vous êtes à la merci de la gravité lorsque vous descendez - et parfois même - la pente glissante.

Un toboggan aquatique est comme un roller coaster humide sans siège ni harnais de sécurité et utilise les mêmes principes que le roller coaster. Dans cet article, nous allons jeter un coup d'œil en coulisse pour savoir ce qui est nécessaire pour faire fonctionner un toboggan, du pompage de l'eau au nettoyage après la randonnée. Nous verrons également comment les morceaux d'une glissière Wate-r s'emboîtent et découvrirons ce qui vous empêche de voler dans les airs lorsque vous fouettez dans les coins.

La physique de la chute

Le type de glissade d’eau le plus simple est une petite colline courbée, lubrifiée par un courant d’eau.

Le type de glissade d’eau le plus simple est une petite colline courbée, lubrifiée par un courant d’eau.

À son niveau le plus basique, un toboggan aquatique est un roller coaster relativement apprivoisé, sans piste ni voiture. Si vous avez lu Comment fonctionnent les montagnes russes, vous savez que les voitures de montagnes russes sont conduites par la gravité.

Au début du trajet, la voiture de montagnes russes est tirée vers le haut de la colline de l'ascenseur. Comme le coaster monte plus haut dans les airs, son énergie potentielle, ou énergie de position, augmente. En termes simples, il a plus à tomber. Lorsque les montagnes russes sont relâchées au sommet de la colline, la gravité l’entraîne sur la piste, convertissant l’énergie potentielle en énergie cinétique, ou énergie de mouvement.

Les toboggans fonctionnent exactement sur le même principe. Mais au lieu d'une colline d'ascenseur, vous avez un escalier. Monter les escaliers génère une certaine quantité d'énergie potentielle, qui se transforme en énergie cinétique au fur et à mesure que vous descendez la glissade. Une diapositive plus haute a plus d’énergie potentielle à travailler qu’une diapositive plus courte.

Sur un toboggan aquatique, votre corps, parfois associé à un tapis ou à un radeau, prend la place de la voiture à montagnes russes. Les voitures Coaster ont des roues qui roulent le long de la piste. Cela réduit la friction entre la voiture et la piste, de sorte que la voiture puisse continuer à avancer. Les toboggans ont un flux d'eau constant qui coule du haut vers le bas. L'eau lubrifie la glissière pour réduire le frottement entre la glissière et votre corps.

Outre la hauteur totale, la différence principale entre les glissades d’eau réside dans la façon dont elles exploitent l’énergie potentielle. Ceci est déterminé par la forme de la diapositive. Nous verrons comment la forme d'une diapositive influe sur la vitesse à laquelle vous volez et sur la distance parcourue dans la section suivante.

Types de toboggans, des traîneaux aux serpentins

Lorsque vous montez au sommet de cette glissade d’eau imposante, vous avez accumulé beaucoup d’énergie potentielle pour votre descente.

Lorsque vous montez au sommet de cette glissade d’eau imposante, vous avez accumulé beaucoup d’énergie potentielle pour votre descente.

La glissière applique une force contre la gravité. L’équilibre de ces deux forces dépend de la angle de la diapositive. Lorsque vous glissez sur une pente presque plane, la gravité vous entraîne directement dans la glissière et la diapositive vous pousse vers le haut. La force ascendante de la glissière pousse presque à l'opposé de la force de gravité descendante, ce qui ralentit votre accélération vers le bas. Lorsque la pente chute brusquement, la gravité vous tire toujours droit vers le bas, mais la glissière inclinée ne vous pousse plus vers le haut; cela vous pousse à un angle entre le haut et l'avant. Comme la glissière ne fonctionne pas directement contre la gravité, vous accélérez plus rapidement vers le bas.

Diapositives de vitesse et glissades de traîneau se concentrer uniquement sur ces forces montantes et descendantes. Sur un toboggan de vitesse, vous plongez dans une pente raide et vous lancez dans une sortie de canal, un long canal d’eau qui vous ralentit progressivement. Dans une glissade de luge (également appelée glissière de luge), vous glissez sur une série de bosses et de creux. Dans ces deux modèles de diapositives, vous avancez en ligne droite.

Comment fonctionnent les glissades d'eau: glissière

Cette glissière d’eau serpentine vous propulse autour d’une série de virages serrés.

Toboggans serpentins ajouter quelque chose de nouveau au mélange: courbes. La diapositive serpente vers le bas en vous fouettant dans toutes les directions. Dans ce type de manège, la structure de la glissière ne travaille pas seulement contre la force de gravité, mais également contre la vôtre. inertie. Lorsque vous accélérez vers une courbe, votre corps veut naturellement continuer à avancer. Si la glissière était plate, vous seriez lancé dans les airs au premier virage serré. La glissière doit se redresser à ces virages pour vous garder sur le trajet.

Lorsque vous frappez ces courbes, vous sentez une force puissante agir sur votre corps. Ceci est la diapositive en accélérant vous - en changeant votre vitesse en avant - de sorte que vous vous déplacez dans une direction différente. (Voir Fonctionnement des montagnes russes pour en savoir plus sur ces forces.)

Pour que tout fonctionne correctement dans une glissade d’eau, vous avez besoin d’une surface solide et lisse sur laquelle vous pouvez glisser. Dans la section suivante, nous examinerons les éléments structurels d’un glissement d’eau.

Construction de glissière d’eau: embouts et pièces

Comment fonctionnent les glissades d'eau: fonctionnent

Une petite glissade d'eau, comme celle que vous pourriez trouver dans la cour de quelqu'un, a une construction très simple. Il s’agit d’une pièce unique en fibre de verre lisse, coulée dans la forme d’une glissière et soutenue par un cadre en métal.

La plupart des glissades de parcs aquatiques ont une structure similaire, mais à une échelle beaucoup plus grande. De toute évidence, il n’est pas faisable d’utiliser un seul morceau de fibre de verre pour une glissière incurvée géante. Les toboggans de parcs aquatiques sont constitués de dizaines de segments de fibre de verre attachés ensemble avec des boulons robustes. En règle générale, les segments individuels s'emboîtent comme des sections de piste de course pour jouets.

Chaque segment a une extrémité avec un relief lèvre et une extrémité avec un creux étape. Lorsque vous assemblez deux segments, la lèvre du segment A repose sur le pas du segment B. Cela permet de maintenir les segments ensemble, avec une couture lisse entre eux. Idéalement, la glissière ressemble à une seule unité pour le motard. Les diapositives utilisent généralement complètement tubes fermés pour les virages les plus serrés, pour vous assurer que tout le monde reste à l'intérieur.

Comment fonctionnent les glissades d'eau: glissière

Cette glissière d’eau est construite autour de plusieurs colonnes d’acier, qui soutiennent les segments en fibre de verre avec de solides supports en porte-à-faux.

Ces segments reposent sur un cadre de poutres d'acier. Les poutres peuvent être positionnées directement sous la glissière, ou bien elles peuvent être adjacentes à la glissière, en la soutenant avec cantilevers.

Les parcs aquatiques achètent généralement de nouvelles diapositives auprès d'un fabricant extérieur. Le fabricant conçoit la diapositive et construit toutes les pièces individuelles. Le parc aquatique embauche un entrepreneur local pour prendre ces pièces et les assembler conformément aux instructions du fabricant. C'est comme construire une piste de course ou un train miniature, mais à grande échelle. La structure de la diapositive ne représente bien sûr que la moitié du trajet. Ensuite, nous verrons comment l’eau vous permet de glisser du haut vers le bas.

Mettre l'eau dans des glissades d'eau

Dans cette glissade d’eau en serpentin, les courbes les plus nettes sont complètement encaissées, afin que les coureurs ne s’envolent pas dans l’espace.

Dans cette glissade d’eau en serpentin, les courbes les plus nettes sont complètement encaissées, afin que les coureurs ne s’envolent pas dans l’espace.

Pour pouvoir fermer la glissière, vous avez besoin d’un jet d’eau constant réduire les frictions entre vous et la surface en fibre de verre. Pour entretenir ce cours d’eau, le parc aquatique doit s’approvisionner en eau en haut de la glissière. La plupart des glissades d’eau le font avec un pompe, installé dans un bâtiment près de la base du toboggan. Dans la conception standard, le moteur de la pompe fait tourner un arbre d'entraînement, qui est fixé à une hélice. L’hélice en rotation entraîne l’eau vers l’avant, de la même manière que l’hélice d’un avion déplace les particules d’air.

La pompe tire de l’eau d’un collection puisard, généralement la piscine à la base de la diapositive, et la pousse vers le haut par un tuyau étroit vers le haut de la diapositive. De cette façon, l'eau qui coule sur la glissière est constamment recyclée. Dans certains parcs, l’eau passe par plusieurs piscines connectées avant d’être pompée vers le haut d’une glissière.

Comment fonctionnent les glissades d'eau: glissière

Dans une configuration typique, la conduite d’eau a un clapet anti-retour, également appelé valve à sens unique, positionné entre la pompe et le haut de la glissière. L'eau ne peut remonter que par cette vanne. Cela facilite les choses pour les animateurs du parc aquatique. Lorsqu'ils arrêtent la pompe la nuit, toute l'eau du clapet anti-retour se trouvant dans la partie supérieure de la glissière reste dans le tuyau. Lorsqu'ils remettent la pompe en marche le matin, ils n'ont pas à attendre que les tuyaux se remplissent; l'eau commence à couler immédiatement.

Pour tout garder sanitaire, l’eau dans la piscine de collecte est également pompée à travers une crépine et un système de filtration. Le typique filtre est un grand récipient rempli de sable, qui repose sur une couche de gravier. L'eau est pompée du haut vers le bas du conteneur, à travers les couches de sable et de gravier. Les arêtes vives des fines particules de sable retiennent les débris dans l’eau qui passe.

Comment fonctionnent les glissades d'eau: vous

Une des salles des pompes à Wet 'n Wild Emerald Pointe. Dans ces salles, les pompes puisent l’eau d’un bassin collecteur, la font passer à travers un système de filtration et de chloration et la pompent vers les toboggans et autres promenades du parc.

La nuit, les gestionnaires du parc inversent le flux d'eau à travers le filtre. Lorsque l'eau monte dans le sable, elle déloge les saletés et nettoie le filtre. Cette remous est pompé à la canalisation d'égout. Dans un bassin collecteur typique, toute l’eau passe à travers le filtre plusieurs fois par jour. Toute piscine perd constamment de l'eau - à cause de la filtration, de l'évaporation et de l'évacuation de l'eau dans son maillot de bain. Pour que les piscines restent pleines, le parc doit pomper davantage d’eau, soit d’un puits, soit de la ville.

Les glissades d'eau continuent d'avancer à un rythme effréné. L’une des avancées les plus intéressantes à l’horizon est la soi-disant "coaster de l'eau. "Dans le passé, les glissades d’eau étaient des attractions gravimétriques; l’eau ne faisait que vous aider dans votre descente. Mais certaines conceptions plus récentes utilisent en réalité de l’eau pour vous pousser en amont. Dans ces attractions, le système de pompe conduit l'eau haute pression à plusieurs endroits de la diapositive. Lorsque la diapositive plonge, les jets d'eau vous propulsent vers la colline suivante. Grâce à cet élément, les concepteurs peuvent créer des diapositives qui vous transportent dans un cercle complet, comme une montagne russe. incroyable ce que vous pouvez faire avec seulement de l'eau, du plastique, de la fibre de verre et de la gravité.

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