Définitions
la force centrifuge
Tout d'abord, le terme "force" n'est pas approprié. En effet, elle ne constitue pas d'action mécanique. On utilisera plutôt le mot "effet". L'effet centrifuge n'est qu'une force fictive ou inertielle et n'existe qu'avec la force centripète.
Elle aura tendance à pousser le corps vers l'extérieur de cette même courbe. Elle se calcule par
F = m * (v²/R)
où m est la masse de l’objet, v est la vitesse de l’objet et R le rayon de la courbe.
Cette force est donc utilisée par le looping.
La force centripète
La force centripète est la force qui attire le corps vers le centre du cercle et qui, par conséquent, maintient la trajectoire incurvée. Comme toutes forces, elle constitue une action mécanique que subit un objet et est représenté par un vecteur caractérisé par un point d'application, un sens, une direction et une intensité.
Elle peut être lié à une force de tension, mouvement circulaire d'un corps accroché à un fil tendu dont l'autre extrémité est généralement fixe ou presque, ou à la force gravitationnelle.
On peut voir ici que la force centripète est dirigé vers le centre du cercle. Elle est perpendiculaire à l'axe de rotation.
La "force centrifuge", en opposition, est dirigé vers l'extérieur du cercle. Cependant, elle est tout de même perpendiculaire à l'axe de rotation.
la force gravitationnelle
Aussi appelé gravité, la force gravitationnelle est l’attraction mutuelle de deux corps sous l’effet de leur masse non nul.
La gravité fait partie de nos vies mais les ingénieurs utilisent cette force pour donner de l’accélération à leurs attractions sans utiliser des systèmes très complexes. Ils s’appuient sur ce que l’on peut trouver autour de nous pour améliorer leur projet.
Les attractions fortes nous permettent de nous affranchir du champ gravitationnel terrestre qui nous cloue en permanence au sol, c'est pourquoi la dose d'excitation dans ces derniers est mesurée en force "g" qui est l’accélération de la pesanteur standard valant environ 9,81 m/s².
La sensation d’impesanteur est appelée un airtime. On peut la sentir dans des attractions de type tours de chute ou bateaux à bascule. Si l’on considère que notre attraction terrestre normale est de 1g, le airtime pourra conduire à une gravité zéro, ou 0g, qui provoquera une sensation de flottement, ou à une gravité négative, allant jusqu’à -2g pour les meilleures attractions dans ce domaine, qui conduira à un effet éjectant.
La gravité zéro est produite lors d’une accélération vers le bas si elle est égale à celle de la gravité. Alors que la gravité négative provient d’une accélération vers le bas qui est supérieure à celle de la gravité.
D'après la NASA, si les passagers ressentent une force de 6g pendant plus de 3 minutes la tête vers le bas, ils risquent de perdre la vue, et à 14g ils risquent de mourir.
L’alternance entre gravité négative, lors de fortes descentes, et de gravité positive, lors de fortes montée, provoquera une production d’adrénaline.