Kilo artışı beni yokuş aşağı hızlandırır mı?

Bir süredir bu soruyu sordum. Bir tepeden nasıl olabildiğince hızlı inebileceğimi bilmek istiyorum. Yani, bir bisikletin ağırlığını artırmanın yokuş aşağı uzanmalarda hızı artırıp artırmadığını merak ediyordum, yoksa yuvarlanma direnci, sürükleme veya diğer faktörler nedeniyle beni yavaşlatacak mı?

Burada uzun mesafeler ve uzun,% 10-30 tepeler konuşuyorum. Ayrıca yol yüzeyini kontrol ettim ve viraj yok ve trafiğin gelip gelmediğini kolayca görebiliyorum. Zaten trafik için çok nadiren kullanılır.

Teşekkürler

EDIT: Bu soruda yuvarlanma direnci gibi şeyleri de hesaba katmak istiyorum.

Hızla düşünmeniz gereken en önemli şey sürüklemektir: Size + bisiklete (kütle m ) F kuvveti :

F = ma = mg sin Q - F_d - F_rr

burada bir hızlanma olup, g , yerçekimine bağlı hızlanmadır ve Q, yatay tepe açısıdır. F_d olan sürtünme kuvveti kütlesi ile ölçeklendirilemez. Aynı büyüklükte bir balon ve bir (futbol) futbolu düşürmeyi deneyin, bunu çalışırken göreceksiniz. F_rr yuvarlanma direncidir.

Drag, iyi ayarlanmış bir bisiklet için yuvarlanma direncine makul bir hızda hakim: Muhtemelen istediğinizden daha fazla ayrıntı veya hoş bir grafik, böylece yuvarlanma direncini ihmal edebilmelisiniz.

Ağırlığın yuvarlanma direnci üzerinde küçük bir etkisi olacaktır ve (kesiti etkilemediği varsayılarak) sürüklemede hiçbiri yoktur, böylece daha hızlı hızlandırırsınız, ancak çok fazla hızlandırmazsınız.

Denemek isteyebilirsiniz: ekstra yük olmadan ölçülen bazı hızlarla başlayın, sonra ekstra kütleyi ve polistiren veya kartondan yapılmış aynı hacim / şekil / montajın kukla yükünü test edin.

Sahip olacağınız en büyük etki sürükleyin - bu yüzden denemek için ilk şey daha iyi bir kıvrım, flappy kıyafetler giymemek vb.

Gerçekten yüksek hızlar için bir kaporta gitmek için bir yoldur - tamamen kaybolmuş bir yatma (~ 92km) için saat kaydını bir UCI yarış bisikleti (~ 52km) ile karşılaştırın. Bir kaplama ile dik olarak özel olarak bulabileceğim hiçbir istatistik yok.

Bu, yarı hatırlanmış fizik burada devreye girebilir, ancak (esasen daha ağır) arkadaşlarımın bisikletlerde bulundukları tepelerde yarıştım - hepsi hesap olmalı - kendimden daha yavaş olmalı, ancak kazandılar. Daha sert arazide momentum devreye girebilir mi? Bununla, daha ağır bir ağırlık taşıyan bir sürücünün bir yumruya veya deliğe vb. Çarpması durumunda, daha hafif bir sürücüye kıyasla artan momentumu nedeniyle daha az yavaşlama yaşayacakları anlamına gelir.

Mükemmel bir vakumda, elbette, hızlanma 9.81 m / s / s'de kalır ve bu nedenle kütlenin hız üzerinde hiçbir etkisi olmaz.

Not: Bu bir yorumda yayınlamak çalıştı, ama henüz yeterli üne sahip değilim.

Sürtünme olsaydı, aynı olurdu (ay anlaşmasındaki çekiç ve tüyleri hatırlayın). Ancak, net sürüklemeniz gerçekten kütlenizle orantılı olmayacaktır. Hava direnci kütlenizle orantılı değildir (yuvarlanma sürüklemesi olmasına rağmen). Bu nedenle, kilogram başına daha az sürtünmeye sahip olacaksınız, bu da daha hızlı gitmenize neden olacak, evet.

Kabul edilen cevap durumlarının sürüklenmesi kütleyle ölçeklenmez. Hangisi doğru. Ancak sürükleme, ön alanla birlikte ölçeklenir. İki çerçevenin aynı malzemeden yapıldığını varsaymak doğrudur, bu nedenle daha büyük çerçevenin daha geniş bir ön alana sahip olduğunu.

Aynı boyuttaki balon ve futbol topunu karşılaştırmak yerine, daha uygun bir karşılaştırma, aynı yoğunluktaki ancak farklı boyutlardaki iki kayadır.

Terminal hızı, yerçekimi kuvveti sürüklemeye eşit olduğunda
terminal hızının hesaplanması için bu bağlantıya bakın
Terminal hızı

Denklemde, sabitleri
çıkardığınızda vterminal karekökü (kütle / alan)
ile orantılıdır vterminal karekökü (r küp / r kare)
ile orantılıdır vterminal karekökü (r) ile orantılıdır

Yani sabit yoğunlukta r'yi iki katına çıkarırsanız terminal hızı 1,414 artar
Çift r, kütlenin sekiz katıdır ve terminal hızı sadece 1,414'tür.

V kare ile orantılı sürükleme gerçek sürüklemedir (pun amaçlı)

Şimdi kütlenizi ikiye katlayabileceğinizi ve aynı alanı
koruyabileceğinizi vterminal karekök (kütle / alan)
ile orantılıdır vterminal karekökü (kütle / sabit)
ile orantılıdır Vterminal karekökü (kütle) ile orantılıdır
Her şey sabitse ( Bölgenizde ve yuvarlanma direnci)
Eğer 2 oranında kitle arttı Eğer 1,414 ile terminal hız artıracak
sen 4 ile kitle arttı Eğer 2 ile terminal hız arttırmak
daha az 1,414 ve 2 daha olacağını, böylece Rolling direnci sabit değildir

180 lb binici diyelim ve çerçeveye 20 lbs kurşun ekleyin - bu sadece% 5 düz aşağı tepedir
.

Tırmanma bisikletleri bile hafif olacak şekilde tasarlanmıştır.
Temelde tüm ağırlık için ödediğiniz tepeye ve tepeden aşağı sadece ağırlığın karekökü için kredi alırsınız.
V kare ile orantılı sürükleme gerçek sürüklemedir

Kısa cevap evet . Uzun cevap için Chris'in gönderisine bakın .

Bu "cevabın" ana nedeni büyük dikkat göstermektir .

Bir ergen olarak (önceki binyılda) dağlık bir bölgede büyüdüm. Düzenli olarak yaptığımız iki iniş vardı - arkadaşlarım çiftlikten eve iki mil koşmak ve bir mil dik bir tepe. Eve gitmek için en iyi zaman 2:11, pedal ile lots (araba geçerken söz olmaz). Sarp bir tepe üzerinde hiçbir pedal ile 1 dakika çatlamak. Mesele şu ki genç ve aptaldık .

Son zamanlarda kardeşim, olabildiğince hızlı bir şekilde bildiğimiz ciddi bir tepeye inmeye hevesli benzer yaşlı çocuklarla tanıştı. Buna karşı tavsiyede bulunsa da, yine de yaptılar. Biri düştü ve kafatasını parçaladı . O tepedeki kendi deneyimimizden, 60 km / s hıza ulaşmış olurdu. Bir tek.

% 30'dan bahsediyorsun . Bu dik:

Dik kısım, yolun gözden düştüğü yerdir.

Son uyarı noktası bisiklet stabilitesi ve frenlerdir. Bisiklet frenleri bu hızlar için tasarlanmamıştır . Ve çerçeve geometriniz bilinmeyen bir faktör - "sallantıları alacak mı?" Bilmenin tek yolu bunu yapmaktır. Sorun, eğer yaparsa büyük olasılıkla çökecektir. Zor .

Pratik anlamda, artan ağırlık, yokuş aşağı daha hızlı gitmenizi sağlar, aynı nedenle kilo vermek, yokuş yukarı daha hızlı gitmenizi sağlar

Bu etkileşimli hesap makinesine bakın . Degradeyi "-10" olarak ayarlarsanız, "Güç P (watt)" değerini 0.001 (yani neredeyse sıfır) olarak ayarlayın:

• Sürücü ağırlığı 50kg olarak ayarlandığında yaklaşık 59.54km / s gidersiniz
• Sürücü ağırlığı 75 kg'a ayarlandığında 71.22km / s
• Sürücü ağırlığı 100 kg'a ayarlandığında 81.25km / s

Ancak bu ağırlıkta oldukça büyük bir artış. Vücut ağırlığınızın çok fazla "sağlıksız" olması ve bisiklet ağırlığının arttırılması yol tutuşunu olumsuz etkileyecektir.

Daha küçük ağırlık artışları (birkaç kilogram vb.) Hızınızı bir miktar yokuş aşağı artıracaktır.

Aşırı bir örnek, yaslanmış bir bisiklet (tipik bir yol bisikletinden çok daha küçük ön alan olabilir ve sürüklemeyi daha da azaltmak için bir dış kabuğa sahip olabilir), ancak bunu yapmak için bisiklet üzerinde oldukça güvenli olmayan konumlar benimsemek gibi birçok başka yol vardır. veya komik şekilli kasklar ve daha aerodinamik kıyafetler giyiyor (triatlon / timetrial skinsuits)

Evet bir anlamda. Bazı kayakçılar ekstra hız elde etmek için daha fazla ağırlık almaya çalışıyor gibi. Ancak, daha önce hafif olduğunuz zamana göre iyi bir kontrole sahip olmak zor olurdu :)

Her zamanki gibi, bunu düşünmenin en iyi yolu enerjidir;

bir tepenin üstündeki istirahatten (yükseklik h) hareket ederken, enerjinin korunması üstteki potansiyel enerji ile alttaki kinetik arasında uygulanır:

Mgh = MV ^ 2 + kayıpları (aero ve yuvarlanma direnci nedeniyle)

bu nedenle

V = sqrt (gh - kayıplar / M)

kayıplar kütle ile orantılı olmadığından, bunları kütle ile çarpanlarına ayırmak, terminal hızına ulaşılıp ulaşılmadığına bakılmaksızın daha ağır sürücünün hız üzerindeki etkilerini azaltır