原理：重力勢能與動能的轉化。
分析：
事實上，從這時起，帶動它沿軌道行駛的唯一的“發動機”將是重力勢能，即由勢能轉化為動能、又由動能轉化為重力勢能這樣一種不斷轉化的過程構成的。
第一種能，即重力勢能是物體因其所處位置而自身擁有的能量，它是由於物體和地球的重力相互作用而產生的。對過山車來說，它的勢能在處於最高點時達到了最大值，也就是當它爬升到“山丘”的頂峰時最大。
當過山車開始下降時，它的勢能就不斷地減少（因為高度下降了），但能量不會消失，而是轉化成了動能，也就是運動的能量。
不過，在能量的轉化過程中，由於過山車的車輪與軌道的摩擦而產生了熱量，從而損耗了少量的機械能（動能和勢能）。這就是為什麼在設計中隨後的小山丘比開始時的小山丘略矮一點的原因。
過山車最後一節小車廂裡是過山車贈送給勇敢的乘客最為刺激的禮物。事實上，下降的感受在過山車的尾部車廂最為強烈。因為最後一節車廂透過最高點時的速度比過山車頭部的車廂要快，這是由於重力作用於過山車中部的質量中心的緣故。
這樣，乘坐在最後一節車廂的人就能夠快速地達到和跨越最高點，從而就會產生一種要被拋離的感覺，因為質量中心正在加速向。尾部車廂的車輪是牢固地扣在軌道上的，否則在到達頂峰附近時，小車廂就可能脫軌飛出去。
車頭部的車廂情況就不同了，它的質量中心在“身後”，在短時間內，它雖然處在下降的狀態，但是它要“等待”質量中心越過高點被重力推動。
過山車的豎直立環是一種離心機裝置，當列車接近迴環時，乘客的慣性速度筆直地指向前方。但車廂一直沿軌道行進，使乘客的身體無法按直線運動。
於是重力推著乘客離開車廂的地板，而慣性則將乘客向地板方向擠壓。乘客本身的外向慣性產生慣性力，使乘客即使在頭朝下時也能牢牢地停留在車廂的底部。當然乘客需要某種安全護具來保證自己的安全，但在大多數大回環中，無論有沒有護具，乘客都會停留在車廂中。
當列車沿著迴環移動時，作用在乘客身上的合力在不斷地變化。在迴環的最底部，因為加速度朝上，所以軌道對遊客向上的支撐力要大於重力，此時遊客可以感覺到超重的現象，即感覺特別沉重。
當一路衝上迴環時，重力則把乘客向地板的方向推。所以乘客會感到重力將您向座位方向擠壓。
在迴環的頂部，乘客完全倒轉了過來，指向地面的重力以及軌道的向下的支援力想把乘客拖出座位，但支援力和重力僅與離心力平衡，即提供運動所需的向心力，此時若是飛車的速度較小，小到所產生的離心力小於重力的話，飛車就會有掉落的危險。
所以，在迴環頂部的時候要求有一定的速度以保證安全。同時也是由於離心力的存在，抵消了一部分重力，於是乘客會產生失重現象，感覺身體變得極輕。等列車駛出迴環，沿水平方向行進，乘客又會回到原來的重力。
大回環的魅力在於，它在短短的一段軌道中塞進了豐富的元素。在幾秒鐘內，作用在乘客身上的力不斷變化，從而讓人體驗到各種不同的感覺。
當這些力作用於身體的各個部位時，眼睛會看到整個世界都倒了過來。對於許多過山車乘客而言，在迴環頂部是整個執行過程中最精彩的一刻，人們會感到身體輕如羽毛，眼中只能看到天空。
在大回環中，豎直加速度的強度是由兩個因素決定的：列車的速度和彎道的角度。當列車進入迴環時，它擁有最大的動能，也就是說，它以最快的速度移動。
在迴環的頂部，重力已經在一定程度上降低了列車的速度，所以列車擁有更多的勢能，但動能減少了，也就是說它以較低的速度移動，但速度不能夠低於某一個安全行駛的速度。過山車的設計師們最早採用的是正圓形迴環。在這種設計中，一路上的彎道角度是一個常數。
為了在迴環頂部產生足夠的豎直加速度以壓迫列車緊貼軌道，設計師們必須讓列車以相當快的速度進入迴環（如此可使列車在迴環頂部仍能快速行進）。更快的速度意味著乘客在進入迴環時會受到更大的作用力，而這可能會讓乘客很不舒服。
水滴形設計使這些力的平衡變得更加容易。迴環頂部的彎道角度比迴環側面更急促。
這樣可以讓列車以足夠快的速度穿過迴環，使之在迴環頂部擁有充足的加速力，而且水滴形設計會在側面產生較小的豎直加速度。這提供了維持過山車一切執行所需的力，而不致將過大的力施加在可能有危險的部位。
一旦過山車走完了它的行程，制動裝置就會非常安全地使過山車停下來。減速的快慢是由制動氣缸中氣體的壓力來控制的。
擴充套件資料：
過山車分類：
1，木質過山車：木製過山車的軌道類似於傳統的火車鐵軌。過山車的金屬輪子在平坦的金屬條上滾動，每根金屬條的寬度為10至15釐米。這種金屬條是用螺釘固定在執行軌道上的，執行軌道用膠合木板製成，十分堅固。軌道則多以陡坡和側旋為主，鮮見翻轉。
2，扭轉過山車：一種坐下式的的過山車， 一般佔地較小，擁有多種不同軌道，極為彎曲。著名的B&M公司則以該種過山車而聞名世界。
3，站立式扭轉過山車：乘客採用站立方式乘坐的過山車，全身都能感受到翻滾時血液在體內的湧動。
4，超級扭轉過山車（又稱MEGA過山車）：雖然叫“扭轉過山車” 但它卻沒有翻轉，僅保留了一些山坡。使乘坐者能感受到強烈的失重。佔地一般較大，造價昂貴，可以算是木質過山車的鋼鐵升級版。
5，發射過山車（其中高度超過120米的又稱等級過山車）：一般有極高的高坡 用水壓動力輪或者LIM驅動過山車衝上大約100米的高坡或者其他軌道元素，該種過山車目前保持著全球最高過山車的桂冠。
6，飛天滑板：一種衝浪板形的過山車，用LIM驅動，在U形的軌道上來回穿梭。
7，球體過山車：一種座位在車的兩邊，並可自由旋轉的過山車。軌道長度一般不超過200米。
8，兒童（迷你、家庭）過山車：一種落差，坡度，速度都不是很大的過山車，佔地較小，適合兒童乘坐。
9，水上過山車：一種能濺起極高的，無法抵擋的水花的過山車，一般整個過山車建築都建造在水池中，並且長度不長。
10，垂直下墜過山車、跌落式過山車：帶有超寬的車廂，一般一排8到10人，有90度的垂直下墜，而且通常在下墜之前有一個帶鏈條的間隔剎車（臨近90度斜坡前有短暫的停止，然後突然向下衝。）
11，螺旋過山車：一種坐下式的過山車，特點是有開塞鑽式的螺旋。
12，摩托過山車：車廂做成馬形或摩托車形，讓你體驗高速騎行樂趣的過山車。
13，塔樓過山車：一種垂直提升的過山車，提升到頂部時立刻轉向地面並釋放，通常俯衝角會大於90度，車廂較小，扭轉更快，是一種非常刺激的過山車。
14，多次元（4D）過山車：一種科技含量極高的過山車 ，座位懸掛在主車廂外側，並可以隨軌道的設計單獨翻轉，再加上主車廂隨軌道的翻轉，給人一種不同的乘坐體驗。 4D過山車全球僅有3套，一套在美國的六旗魔術山，另一套在日本的富士急樂園，第三套中國常州的中華恐龍園內。
15，寬翼過山車：一種座位在主車體兩邊的過山車，乘客們會體驗到上下無軌道遮擋的凌空飛行感覺，與4D過山車不同，寬翼過山車的座位不會進行單獨翻轉。
中國目前已有三臺已開放和四臺建造中的寬翼過山車（三臺已開放的寬翼過山車分別位於珠海長隆海洋王國，重慶歡樂谷以及七彩雲南歡樂世界）。
16，X-car 過山車：一種對人束縛極少的過山車，此種過山車僅僅採用體育場風格的敞開式座位，安全裝置僅壓緊腰部使其無法動彈。除此之外乘坐者的其他身體部位全部自由，給人一種開放的乘坐感覺。
17，翻轉脈衝過山車：用LIM驅動 在兩個垂直軌道之間來回穿梭。
18，翻轉過山車:迴圈式軌道，多次翻轉，這種車懸在軌道下方，無地板，乘坐時腳懸空，讓乘客感覺像乘坐坐急速扭轉的戰鬥機一般。
19，飛行過山車：B&M的招牌過山車之一，人們趴著乘坐此種過山車，並可以自由張開雙臂，就像飛行的鳥一樣。
20，懸掛搖擺過山車：一種轉彎的時候會自行產生離心運動，車廂可自由擺動的過山車。
21，VR過山車：一種虛擬現實的過山車體驗，不侷限於過山車的室外場地景色。
參考資料：
原理：重力勢能與動能的轉化。
分析：
事實上，從這時起，帶動它沿軌道行駛的唯一的“發動機”將是重力勢能，即由勢能轉化為動能、又由動能轉化為重力勢能這樣一種不斷轉化的過程構成的。
第一種能，即重力勢能是物體因其所處位置而自身擁有的能量，它是由於物體和地球的重力相互作用而產生的。對過山車來說，它的勢能在處於最高點時達到了最大值，也就是當它爬升到“山丘”的頂峰時最大。
當過山車開始下降時，它的勢能就不斷地減少（因為高度下降了），但能量不會消失，而是轉化成了動能，也就是運動的能量。
不過，在能量的轉化過程中，由於過山車的車輪與軌道的摩擦而產生了熱量，從而損耗了少量的機械能（動能和勢能）。這就是為什麼在設計中隨後的小山丘比開始時的小山丘略矮一點的原因。
過山車最後一節小車廂裡是過山車贈送給勇敢的乘客最為刺激的禮物。事實上，下降的感受在過山車的尾部車廂最為強烈。因為最後一節車廂透過最高點時的速度比過山車頭部的車廂要快，這是由於重力作用於過山車中部的質量中心的緣故。
這樣，乘坐在最後一節車廂的人就能夠快速地達到和跨越最高點，從而就會產生一種要被拋離的感覺，因為質量中心正在加速向。尾部車廂的車輪是牢固地扣在軌道上的，否則在到達頂峰附近時，小車廂就可能脫軌飛出去。
車頭部的車廂情況就不同了，它的質量中心在“身後”，在短時間內，它雖然處在下降的狀態，但是它要“等待”質量中心越過高點被重力推動。
過山車的豎直立環是一種離心機裝置，當列車接近迴環時，乘客的慣性速度筆直地指向前方。但車廂一直沿軌道行進，使乘客的身體無法按直線運動。
於是重力推著乘客離開車廂的地板，而慣性則將乘客向地板方向擠壓。乘客本身的外向慣性產生慣性力，使乘客即使在頭朝下時也能牢牢地停留在車廂的底部。當然乘客需要某種安全護具來保證自己的安全，但在大多數大回環中，無論有沒有護具，乘客都會停留在車廂中。
當列車沿著迴環移動時，作用在乘客身上的合力在不斷地變化。在迴環的最底部，因為加速度朝上，所以軌道對遊客向上的支撐力要大於重力，此時遊客可以感覺到超重的現象，即感覺特別沉重。
當一路衝上迴環時，重力則把乘客向地板的方向推。所以乘客會感到重力將您向座位方向擠壓。
在迴環的頂部，乘客完全倒轉了過來，指向地面的重力以及軌道的向下的支援力想把乘客拖出座位，但支援力和重力僅與離心力平衡，即提供運動所需的向心力，此時若是飛車的速度較小，小到所產生的離心力小於重力的話，飛車就會有掉落的危險。
所以，在迴環頂部的時候要求有一定的速度以保證安全。同時也是由於離心力的存在，抵消了一部分重力，於是乘客會產生失重現象，感覺身體變得極輕。等列車駛出迴環，沿水平方向行進，乘客又會回到原來的重力。
大回環的魅力在於，它在短短的一段軌道中塞進了豐富的元素。在幾秒鐘內，作用在乘客身上的力不斷變化，從而讓人體驗到各種不同的感覺。
當這些力作用於身體的各個部位時，眼睛會看到整個世界都倒了過來。對於許多過山車乘客而言，在迴環頂部是整個執行過程中最精彩的一刻，人們會感到身體輕如羽毛，眼中只能看到天空。
在大回環中，豎直加速度的強度是由兩個因素決定的：列車的速度和彎道的角度。當列車進入迴環時，它擁有最大的動能，也就是說，它以最快的速度移動。
在迴環的頂部，重力已經在一定程度上降低了列車的速度，所以列車擁有更多的勢能，但動能減少了，也就是說它以較低的速度移動，但速度不能夠低於某一個安全行駛的速度。過山車的設計師們最早採用的是正圓形迴環。在這種設計中，一路上的彎道角度是一個常數。
為了在迴環頂部產生足夠的豎直加速度以壓迫列車緊貼軌道，設計師們必須讓列車以相當快的速度進入迴環（如此可使列車在迴環頂部仍能快速行進）。更快的速度意味著乘客在進入迴環時會受到更大的作用力，而這可能會讓乘客很不舒服。
水滴形設計使這些力的平衡變得更加容易。迴環頂部的彎道角度比迴環側面更急促。
這樣可以讓列車以足夠快的速度穿過迴環，使之在迴環頂部擁有充足的加速力，而且水滴形設計會在側面產生較小的豎直加速度。這提供了維持過山車一切執行所需的力，而不致將過大的力施加在可能有危險的部位。
一旦過山車走完了它的行程，制動裝置就會非常安全地使過山車停下來。減速的快慢是由制動氣缸中氣體的壓力來控制的。
擴充套件資料：
過山車分類：
1，木質過山車：木製過山車的軌道類似於傳統的火車鐵軌。過山車的金屬輪子在平坦的金屬條上滾動，每根金屬條的寬度為10至15釐米。這種金屬條是用螺釘固定在執行軌道上的，執行軌道用膠合木板製成，十分堅固。軌道則多以陡坡和側旋為主，鮮見翻轉。
2，扭轉過山車：一種坐下式的的過山車， 一般佔地較小，擁有多種不同軌道，極為彎曲。著名的B&M公司則以該種過山車而聞名世界。
3，站立式扭轉過山車：乘客採用站立方式乘坐的過山車，全身都能感受到翻滾時血液在體內的湧動。
4，超級扭轉過山車（又稱MEGA過山車）：雖然叫“扭轉過山車” 但它卻沒有翻轉，僅保留了一些山坡。使乘坐者能感受到強烈的失重。佔地一般較大，造價昂貴，可以算是木質過山車的鋼鐵升級版。
5，發射過山車（其中高度超過120米的又稱等級過山車）：一般有極高的高坡 用水壓動力輪或者LIM驅動過山車衝上大約100米的高坡或者其他軌道元素，該種過山車目前保持著全球最高過山車的桂冠。
6，飛天滑板：一種衝浪板形的過山車，用LIM驅動，在U形的軌道上來回穿梭。
7，球體過山車：一種座位在車的兩邊，並可自由旋轉的過山車。軌道長度一般不超過200米。
8，兒童（迷你、家庭）過山車：一種落差，坡度，速度都不是很大的過山車，佔地較小，適合兒童乘坐。
9，水上過山車：一種能濺起極高的，無法抵擋的水花的過山車，一般整個過山車建築都建造在水池中，並且長度不長。
10，垂直下墜過山車、跌落式過山車：帶有超寬的車廂，一般一排8到10人，有90度的垂直下墜，而且通常在下墜之前有一個帶鏈條的間隔剎車（臨近90度斜坡前有短暫的停止，然後突然向下衝。）
11，螺旋過山車：一種坐下式的過山車，特點是有開塞鑽式的螺旋。
12，摩托過山車：車廂做成馬形或摩托車形，讓你體驗高速騎行樂趣的過山車。
13，塔樓過山車：一種垂直提升的過山車，提升到頂部時立刻轉向地面並釋放，通常俯衝角會大於90度，車廂較小，扭轉更快，是一種非常刺激的過山車。
14，多次元（4D）過山車：一種科技含量極高的過山車 ，座位懸掛在主車廂外側，並可以隨軌道的設計單獨翻轉，再加上主車廂隨軌道的翻轉，給人一種不同的乘坐體驗。 4D過山車全球僅有3套，一套在美國的六旗魔術山，另一套在日本的富士急樂園，第三套中國常州的中華恐龍園內。
15，寬翼過山車：一種座位在主車體兩邊的過山車，乘客們會體驗到上下無軌道遮擋的凌空飛行感覺，與4D過山車不同，寬翼過山車的座位不會進行單獨翻轉。
中國目前已有三臺已開放和四臺建造中的寬翼過山車（三臺已開放的寬翼過山車分別位於珠海長隆海洋王國，重慶歡樂谷以及七彩雲南歡樂世界）。
16，X-car 過山車：一種對人束縛極少的過山車，此種過山車僅僅採用體育場風格的敞開式座位，安全裝置僅壓緊腰部使其無法動彈。除此之外乘坐者的其他身體部位全部自由，給人一種開放的乘坐感覺。
17，翻轉脈衝過山車：用LIM驅動 在兩個垂直軌道之間來回穿梭。
18，翻轉過山車:迴圈式軌道，多次翻轉，這種車懸在軌道下方，無地板，乘坐時腳懸空，讓乘客感覺像乘坐坐急速扭轉的戰鬥機一般。
19，飛行過山車：B&M的招牌過山車之一，人們趴著乘坐此種過山車，並可以自由張開雙臂，就像飛行的鳥一樣。
20，懸掛搖擺過山車：一種轉彎的時候會自行產生離心運動，車廂可自由擺動的過山車。
21，VR過山車：一種虛擬現實的過山車體驗，不侷限於過山車的室外場地景色。
參考資料：