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Knex 78890 - Education Amusement Park Experience Teachers Guide Seite 31

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LESSON 5
I
I
NVESTIGATING
NVESTIGATING
V
V
ARIABLES
ARIABLES
IN
IN
A
A
L
L
OOP
OOP
S
S
YSTEM
YSTEM
29
Amusement Park Facts
I
f loops were constructed as circles and friction did not
exist, the coaster train need only be a height of two and
one half times the radius of the loop above the ground for
it to pass through the loop and not drop off.
The forces, however, experienced by riders on circular
looped roller coasters – like those built in the late 19th
and early 20th Centuries at Coney Island, NY and in
Atlantic City, NJ – were enormous. It was not until the
1970s that engineers realized they could use a mathematical
form, first described by Euler and known as the clothoid,
to significantly reduce these forces on riders.
Am usement Par k Ex perienc e
REVIEW
Your students will be more successful if they have an understanding of the following concepts and
associated vocabulary.
• Concepts associated with energy such as:
* Energy can be neither created or nor destroyed.
* Energy can be converted from one form to another.
* Energy can be either potential or kinetic.
• Newton’s Laws of Motion.
• Circumference.
• Speed/Velocity.
• Force.
ACTIVITY 1: MAKING IT THROUGH THE LOOP
PROCESS
Whole Class
1. Explain that this activity involves the use of an inclined plane with a circular loop and that students
will investigate the height at which a ball must be released in order for it to travel through the loop.
In Groups
2. If models are to be built in-class, distribute the K’NEX Education Amusement Park Experience sets
to groups and allow time for construction and investigation of how the model works.
3. When the models are completed ask each group to select four balls with different properties,
and then:
a. Determine the mass of each ball.
b. Predict which ball will need to be released at the highest level on the ramp in order to make it
through the loop, then predict which will be next highest, etc. until the balls are ranked in some
order.
4. To test their predictions, students should:
a. Determine the minimum height of release that allows a ball to just pass through the loop. They
should record the ramp’s height above the surface on which it stands, not its length.
b. Repeat the measurements for the other three balls.
… 31 …

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