In the summer of 1895, crowds flooded the Coney Island boardwalk to see the latest marvel of roller coaster technology: the Flip Flap Railway. This was America’s first-ever looping coaster – but its thrilling flip came at a price. The ride caused numerous cases of severe whiplash, neck injury and even ejections, all due to its signature loop. Today, coasters can pull off far more exciting tricks, without resorting to the “thrill” of a hospital visit. But what exactly are roller coasters doing to your body, and how have they managed to get scarier and safer at the same time?
Pada musim panas tahun 1895, pengunjung memadati Coney Island untuk melihat keajaiban terbaru dari teknologi kereta luncur: Flip Flap Railway. Ini adalah kereta luncur lintasan melingkar pertama di Amerika – tetapi pengalaman mendebarkan ini harus dibayar mahal. Permainan itu menyebabkan banyak kasus cedera lecutan dan cedera leher parah, bahkan terlontar dari kursi, semua akibat dari lintasan terkenal itu. Sekarang, kereta luncur menjanjikan pengalaman yang lebih menarik tanpa disertai kunjungan “mendebarkan” ke rumah sakit. Apa sebenarnya yang dilakukan kereta luncur terhadap tubuhmu dan bagaimana mereka jadi makin mengerikan sekaligus makin aman di saat yang sama?
At the center of every roller coaster design is gravity. Unlike cars or transit trains, most coasters are propelled around their tracks almost entirely by gravitational energy. After the coaster crests the initial lift hill, it begins an expertly engineered cycle – building potential energy on ascents and expending kinetic energy on descents. This rhythm repeats throughout the ride, acting out the coaster engineer’s choreographed dance of gravitational energy.
Titik tengah dari setiap desain kereta luncur adalah gravitasi. Tidak seperti mobil atau kereta biasa, kebanyakan kereta luncur hampir seluruhnya digerakkan di rel oleh energi gravitasi. Setelah kereta luncur berada di titik puncak pertama, maka dimulailah sebuah siklus yang direkayasa secara lihai – mengumpulkan energi potensial saat di tanjakan dan memanfaatkan energi kinetis saat di turunan. Ritme ini diulang selama permainan, menarikan koreografi energi gravitasi besutan sang ahli kereta luncur.
But there’s a key variable in this cycle that wasn’t always so carefully considered: you. In the days of the Flip-Flap, ride designers were most concerned with coasters getting stuck somewhere along the track. This led early builders to overcompensate, hurling trains down hills and pulling on the brakes when they reached the station. But as gravity affects the cars, it also affects the passengers. And under the intense conditions of a coaster, gravity’s effects are multiplied.
Namun, ada variabel utama dalam siklus ini yang tak selalu dipikirkan dengan baik: kalian. Pada era Flip-Flap, desainer kereta luncur khawatir kereta luncur terjebak di tengah-tengah lintasan. Hal ini menyebabkan desainer awal menjadi berlebihan, mendorong kereta di turunan dan menarik rem ketika kereta sampai di stasiun. Namun, selain kereta luncur, gravitasi juga memengaruhi penumpang. Dengan kondisi yang intens di dalam kereta luncur, efek gravitasi meningkat berlipat.
There’s a common unit used by jet pilots, astronauts, and coaster designers called “g force”. One G force is the familiar tug of gravity you feel when standing on Earth – this is the force of Earth’s gravitational pull on our bodies. But as riders accelerate and decelerate, they experience more or less gravitational force. Modern ride designers know that the body can handle up to roughly 5 Gs, but the Flip-Flap and its contemporaries routinely reached up to 12 Gs. At those levels of gravitational pressure, blood is sent flying from your brain to your feet, leading to light-headedness or blackouts as the brain struggles to stay conscious. And oxygen deprivation in the retinal cells impairs their ability to process light, causing greyed out vision or temporary blindness. If the riders are upside down, blood can flood the skull, causing a bout of crimson vision called a “redout”.
Ada satuan umum yang dipakai penerbang jet, astronot, dan desainer kereta luncur, yang disebut ”<i>G force</i>“. Satu G force adalah gaya tarik gravitasi yang Anda rasakan ketika berdiri di Bumi. Ini adalah gaya gravitasi bumi yang menarik tubuh kita. Namun, seiring penumpang kereta luncur melaju dan melambat, gaya gravitasi yang mereka rasakan bisa lebih banyak atau lebih sedikit. Desainer modern tahu bahwa tubuh hanya kuat menahan 5 kali <i>G force</i>, tapi Flip-Flap dan yang sejenisnya biasanya mencapai hingga 12 kali <i>G force</i>. Pada tekanan gravitasi setingkat itu, darah menngalir sangat cepat dari otak ke kaki Anda, menyebabkan pusing atau pingsan ketika otak berusaha untuk tetap sadar. Kekurangan oksigen pada sel retinal merusak kemampuannya memroses cahaya, mengakibatkan penglihatan kabur atau kebutaan sementara. Saat penumpang dalam keaadaan terbalik, darah dapat membanjiri tengkorak, menyebabkan pandangan kemerahan yang disebut ”<i>redout</i>“.
Conversely, negative G’s create weightlessness. Within the body, short-term weightlessness is mostly harmless. It can contribute to a rider’s motion sickness by suspending the fluid in their inner ears which coordinates balance. But the bigger potential danger – and thrill – comes from what ride designers call airtime. This is when riders typically experience seat separation, and, without the proper precautions, ejection. The numerous belts and harnesses of modern coasters have largely solved this issue, but the passenger’s ever-changing position can make it difficult to determine what needs to be strapped down.
Sebaliknya, negatif G menciptakan ketiadaan beban. Dalam tubuh, ketiadaan beban sementara umumnya tidak berbahaya. Hal tersebut dapat membuat pengendara mabuk darat, dengan menghambat cairan di telinga bagian dalam yang mengatur keseimbangan. Namun, potensi bahaya terbesar – dan mendebarkan – berasal dari sesuatu yang disebut ”<i>air time</i>“. Ini adalah saat pengendara biasanya terpisah dari kursi, dan tanpa tindakan pencegahan yang tepat, bisa terlontar. Berbagai sabuk pengaman pada kereta luncur modern dapat mengatasi masalah ini, tetapi posisi penumpang yang selalu berubah mempersulit dalam menentukan bagian mana yang memerlukan penahan.
Fortunately, modern ride designers are well aware of what your body, and the coaster, can handle. Coaster engineers play these competing forces against each other, to relieve periods of intense pressure with periods of no pressure at all. And since a quick transition from positive to negative G-force can result in whiplash, headaches, and back and neck pain, they avoid the extreme changes in speed and direction so common in thrill rides of old. Modern rides are also much sturdier, closely considering the amount of gravity they need to withstand. At 5 G’s, your body feels 5 times heavier; so if you weigh 100lbs, you’d exert the weight of 500 lbs on the coaster. Engineers have to account for the multiplied weight of every passenger when designing a coaster’s supports.
Untungnya, desainer kereta luncur modern telah menyadari apa yang dapat diterima oleh kereta luncur dan tubuh Anda. Ahli kereta luncur memainkan dua gaya yang bertolak belakang ini untuk meredakan periode tekanan hebat dengan periode tanpa tekanan sama sekali. Karena transisi singkat dari <i>G-force </i>positif ke negatif dapat menyebabkan cedera lecutan dan sakit kepala, punggung, serta leher, mereka menghindari perubahan ekstrem dalam kecepatan dan arah yang sangat umum ditemukan di wahana zaman dulu. Wahana modern juga jauh lebih kokoh, dan mempertimbangkan jumlah gravitasi yang dibutuhkan untuk bertahan. Pada 5 G, tubuh kalian terasa 5 kali lebih berat; jadi jika berat kalian 45 kg, berat kalian di kereta luncur akan menjadi 227 kg. Para ahli harus memperhitungkan perkalian berat ini untuk setiap penumpang saat merancang pengaman kereta luncur.
Still, these rides aren’t for everyone. The floods of adrenaline, light-headedness, and motion sickness aren’t going anywhere soon. But today’s redundant restraints, 3D modeling and simulation software have made roller coasters safer and more thrilling than ever. Our precise knowledge about the limits of the human body have helped us build coasters that are faster, taller, and loopier – and all without going off the rails.
Mekipun begitu, wahana ini bukan untuk semua orang. Aliran adrenalin, sensasi melayang, serta rasa mual tidak akan menghilang begitu saja. Namun, pengaman ganda, pemodelan 3D, dan perangkat lunak simulasi telah membuat kereta luncur lebih aman dan lebih mendebarkan dari sebelumnya. Pengetahuan kita tentang tubuh manusia membantu membangun kereta luncur yang lebih cepat, lebih tinggi, dan lebih berliku – tanpa harus keluar jalur.