У меня был этот вопрос некоторое время. Я хочу знать, как я могу спуститься с горы так быстро, как могу. Итак, мне было интересно, если увеличение веса велосипеда увеличивает скорость на скоростных спусках, или это просто замедлит меня из-за сопротивления качению, сопротивления или других факторов?
Я говорю о длинных отрезках здесь и длинных 10-30% холмах. Я также проверил дорожное покрытие, и нет никаких изгибов, и я могу легко видеть, идет ли движение. Это очень редко используется для движения в любом случае.
Благодарность
РЕДАКТИРОВАТЬ: Я также хотел бы учитывать такие вещи, как сопротивление качению в этом вопросе.
Ответы:
Главное, что нужно учитывать при скорости - это сопротивление: сила F на вас + велосипед (масса м ):
F = ma = mg sin Q - F_d - F_rr
где a - ваше ускорение, g - ускорение силы тяжести, а Q - угол наклона к горизонтали. F_d - сила сопротивления, которая не масштабируется с массой. Попробуйте бросить воздушный шар и (футбольный) футбольный мяч одинакового размера, и вы увидите это в действии. F_rr - сопротивление качению.
Перетаскивание доминирует над сопротивлением качению на любой приличной скорости для хорошо настроенного велосипеда: больше деталей, чем вы, вероятно, хотите, или хороший график, чтобы вы могли пренебречь сопротивлением качению.
Вес будет незначительно влиять на сопротивление качению и (при условии, что он не влияет на поперечное сечение) не будет влиять на сопротивление, поэтому он будет ускоряться быстрее, но не намного.
Возможно, вы захотите поэкспериментировать: начните с некоторых измеренных скоростей без дополнительной нагрузки, затем проверьте дополнительную массу и фиктивную нагрузку того же объема / формы / крепления из полистирола или картона.
Наибольший эффект у вас будет на лобовое сопротивление, поэтому первое, что нужно попробовать, - это лучше подтянуться, не надевать свободную одежду и т. Д.
Для действительно высоких скоростей лучше всего использовать обтекатель - сравните часовой рекорд для полностью неисправного лежачего (~ 92 км) с гоночным велосипедом UCI (~ 52 км). Там нет статистики, которую я могу найти специально для вертикального с обтекателем.
источник
Это может быть наполовину запомненная физика, вступающая в игру здесь, но я мчался (значительно тяжелее) друзей вниз по холмам, где они были на велосипедах, которые должны - быть всеми учетными записями - быть медленнее, чем мои, но они выиграли. Может ли импульс вступить в игру по более грубой местности? Под этим я подразумеваю, что если бы гонщик, несущий более тяжелый вес, столкнулся с ударом, дырой и т. Д., Он испытал бы меньшее замедление из-за увеличенного импульса по сравнению с гонщиком с более легким весом.
Конечно, в идеальном вакууме ускорение остается на уровне 9,81 м / с / с, и, как таковая, масса не будет влиять на скорость.
PS Я пытался опубликовать это в комментарии, но у меня пока недостаточно репутации.
источник
Если бы было трение, это было бы точно так же (вспомните сделку с молотком и пером на Луне). Однако - ваше чистое сопротивление не будет пропорционально вашей массе. Сопротивление воздуха совершенно не пропорционально вашей массе (хотя сопротивление качению равно). Из-за этого у вас будет меньше сопротивления на килограмм с большим весом, что заставит вас двигаться быстрее, да.
источник
Принятый ответ заявляет, что сопротивление не масштабируется с массой. Что является правдой. Но сопротивление масштабируется с фронтальной областью. Справедливо предположить, что две рамы изготовлены из одного материала, поэтому большая рама имеет большую фронтальную площадь.
Вместо того, чтобы сравнивать воздушный шар и футбольный мяч одинакового размера, более подходящим сравнением являются два камня одинаковой плотности, но разных размеров.
Конечная скорость - это когда сила тяжести равна сопротивлению.
Смотрите эту ссылку для расчета конечной скорости.
Конечная скорость
В уравнении, как только вы
уберете константы, vterminal пропорционален квадратному корню (масса / площадь)
vterminal пропорционален квадратному корню (r cubed / r квадрат)
vterminal пропорционален квадратному корню (r)
Таким образом, при постоянной плотности, если вы удвоите r, конечная скорость увеличится на 1,414.
Двойное значение r в восемь раз превышает массу только для 1,414 конечной скорости.
Перетаскивание, пропорциональное v в квадрате, является настоящим сопротивлением
Теперь давайте представим, что вы могли бы удвоить свою массу и сохранить ту же площадь.
Втерминал пропорционален квадратному корню (масса / площадь).
Втерминал пропорционален квадратному корню (масса / константа).
Втерминал пропорционален квадратному корню (массе).
Если бы все было постоянным (включая ваша площадь и сопротивление качению)
Если вы увеличите массу на 2, вы увеличите конечную скорость на 1,414.
Если вы увеличите массу на 4, вы увеличите конечную скорость на 2.
Сопротивление качению не является постоянным, поэтому оно будет меньше, чем 1,414 и 2.
Скажем, 180 фунтов наездник и добавьте 20 фунтов свинца к раме - это только 5% прямо вниз по склону
На 10 класс, который составляет всего 0,846% - 40 миль в час против 40,43 миль в час (без учета сопротивления качению).
Даже велосипеды для скалолазания разработаны так, чтобы быть легкими.
В основном в гору вы платите за весь вес, а в гору вы получаете кредит только за квадратный корень из веса.
Перетаскивание, пропорциональное v в квадрате, является настоящим сопротивлением
источник
Краткий ответ - да . Смотрите сообщение Криса для длинного ответа.
Основной причиной такого «ответа» является поощрение большой осторожности .
Будучи подростком (в предыдущем тысячелетии), я вырос в холмистой местности. Мы обычно делали два спуска: два километра от фермы моих друзей до дома и крутой холм в одну милю. Мое лучшее время, чтобы добраться домой было 2:11, с большим количеством педалей (я не буду упоминать прохождение автомобилей). На крутом холме мы бы взломали 1 минуту без педалей. Дело в том, что мы были молоды и глупы .
Недавно мой брат встретил несколько похожих детей постарше, которые стремились спуститься на серьезный известный нам холм как можно быстрее. Хотя он советовал против этого, они все равно сделали это. Один разбился и разбил ему череп . Исходя из нашего собственного опыта на этом холме, он мог бы разогнаться до 60 км / ч. Только.
Вы упоминаете 30% . Это круто
Крутая часть, где дорога исчезает из поля зрения.
И последнее предостережение: устойчивость велосипеда и тормоза. Велосипедные тормоза не рассчитаны на эти скорости . А геометрия вашего кадра - неизвестный фактор - он "получит колебания"? Единственный способ узнать это - это сделать. Проблема в том, что если это произойдет, вы, скорее всего, потерпите крах. Hard .
источник
В практическом смысле, увеличенный вес заставит вас идти в гору быстрее, по той же причине уменьшение веса заставит вас идти в гору быстрее
Смотрите этот интерактивный калькулятор . Если вы установите градиент на «-10», установите «Мощность P (ватт)» на 0,001 (т. Е. Почти на ноль):
Однако это довольно значительное увеличение веса. Такое увеличение массы тела было бы "вредно для здоровья", а увеличение массы мотоцикла очень вероятно отрицательно повлияло бы на управляемость.
Небольшое увеличение веса (на несколько килограммов и т. Д.) Несколько увеличит вашу скорость в скоростном спуске ... но, вероятно, было бы гораздо более продуктивно работать над уменьшением аэродинамического сопротивления.
Экстремальным примером может служить лежачий велосипед (намного меньшая фронтальная площадь, чем у обычного дорожного велосипеда, и он может иметь внешнюю оболочку для дальнейшего снижения сопротивления), однако существует множество других способов сделать это, например, занять довольно небезопасные позиции на велосипеде. или в шлемах забавной формы и в более аэродинамической одежде (триатлон / временные костюмы)
источник
Да, в некотором смысле. Как будто некоторые лыжники пытаются набрать больше веса, чтобы набрать дополнительную скорость. Но было бы трудно иметь хороший контроль по сравнению с тем, когда вы были легче :)
источник
Как обычно, я думаю, что лучший способ рассмотреть это через энергию;
при движении от покоя на вершине холма (высота h) сохранение энергии применяется между потенциальной энергией наверху и кинетической на дне:
Mgh = MV ^ 2 + потери (из-за аэро и сопротивления качению)
следовательно
V = sqrt (гс - потери / м)
поскольку потери не пропорциональны массе, то их уменьшение по массе уменьшает их влияние на скорость для более тяжелого гонщика, независимо от того, была достигнута конечная скорость или нет
источник