[2973] Ferris Wheels

Title Text:They left the belt drive in place but switched which wheel was powered, so people could choose between a regular ride, a long ride, and a REALLY long ride.

Origin:https://xkcd.com/2973/

https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/2973:_Ferris_Wheels

这部漫画描绘了用机械皮带驱动连接三个摩天轮的尝试,这是一种用于在旋转轴之间传递运动的系统,就像这些摩天轮一样。通过将皮带连接到不同的周长,运动的相对速度会被提升或降低。如果皮带绕过一个轮的周长并连接到另一个轮的轮毂,那么后者的旋转速度将显著更快。在这种情况下,第二个轮的周长又连接到第三个轮的轮毂,导致更大的旋转速度。然而,这种设置在机械上是不稳健的,并可能是危险的【需引用】因为摩天轮并不是为了以这种方式连接而设计的。如图所示,最左边的第一个轮以正常速度运行,而另外两个轮则旋转得越来越快,导致一个可能的危险情况,乘客被甩到不同的程度。

摩天轮的大小和旋转速度可以有很大差异,但为了说明,假设直径约为200英尺(60米),旋转一圈的速度大约为10分钟。漫画中连接轮之间的明显比例约为12.5:1,这意味着运动在传递时显著加速。由第一个摩天轮驱动的第二个摩天轮的转速可达约1.3转每分钟,乘客移动速度为每小时9英里(14公里),带来更刺激的乘坐体验,但并不固有地危险。然而,当这种运动进一步传递到第三个摩天轮时,第三个轮的转速可能达到16转每分钟,乘客的速度超过每小时110英里(180公里),使他们承受约8G的力。Randall此前在《What If》第116期“无规则的NASCAR”中探讨了人体对加速的耐受极限。此外,如果摩天轮以每小时110英里(180公里)的速度旋转,即使没有乘客,它也会同样危险。然而,由于第一个轮的电机只是用于驱动一个轮,因此不太可能能够为这两个以这种增加速度移动的轮子提供动力——如果它真的动的话,这三个轮子可能都会开始以相当慢的速度移动,并且在摩擦限制和其他机械故障发生之前,电机可能会受到潜在的损害。

在标题中,Randall 说他因这个不明智的改动而被解雇,强调了这个想法的不切实际和危险。一个游轮公司也因在2935年早些时候提出一种不合理的工程方案而解雇了相关叙述者:海洋循环。

标题文字想象了保持皮带驱动系统不变但切换哪个轮被驱动的后果。如果最极端的轮(最右边的第三个轮)被驱动,齿轮将被反转,使得右边的轮的乘坐体验可能愉快且正常,但让其他两个轮的乘客的体验过于缓慢,无法享受游乐园的乐趣。中心轮的一个旋转可能需要两个小时零五分钟,而左边的轮每转一圈可能需要多于一天的时间。这夸大了使用皮带驱动系统连接摩天轮的不切实际性和意想不到的后果,说明了这样的想法将导致荒谬多样的乘坐体验。

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