Fizika a kerékpáros közlekedés

Ahhoz, hogy egy kétkerekű kerékpár nem esik, akkor kell, hogy folyamatosan fenntartsák az egyensúlyt. Mivel kerékpár csapágy terület nagyon kicsi (abban az esetben, kétkerekű kerékpárral csupán egy vonalat húzott a két pontot, ahol a kerekek érintse a talajt), az ilyen kerékpár csak dinamikus egyensúlyban vannak. Ezt úgy érik el kormánylapát. ha a kerékpár dől kerékpáros elutasítja a kormánykerék ugyanabba az irányba. Ennek eredményeként, a kerék elkezd forogni, és a centrifugális erő visszatér a motor álló helyzetben. Ez a folyamat folytonos, így a kétkerekű kerékpár nem megy feltétlenül jobb; Ha a kormánykereket, hogy rögzítse, kerékpár feltétlenül esik. Minél nagyobb a sebesség, annál nagyobb a centrifugális erő és a kevésbé van szükség, hogy eltérítse a kormánykereket az egyensúly megtartása.

Ha bekapcsolja a szükségességét, hogy döntse meg a kerékpárt a fordulat úgy, hogy az összeg a gravitáció és a centrifugális erő átmegy a támogatási tétel. Ellenkező esetben a centrifugális erő felborítja a motor az ellenkező irányba. Hogyan és mikor vezetés egy egyenes vonal, ideális tartani egy ilyen hajlam nem lehetséges, és a kormányzott végezzük ugyanúgy, csak a helyzet dinamikus egyensúly eltolódik, tekintettel a centrifugális erő kialakulását.

kormánymű kerékpár szabályozás kialakítása megkönnyíti az egyensúly fenntartása. A forgástengely emlékeztető nem függőlegesen, hanem hátradöntött. Ezenkívül alatt húzódjon forgástengelyének az első kerék előtt és az a pont, ahol a kerék érinti a földet. Ezzel a kialakítással elért két célja van:

• Ha véletlen eltérés mozgó kerékpár első kerék a semleges helyzetből van súrlódási nyomatékot tekintetében a kormánykerék tengelye a kerék, amely visszatér a semleges helyzetbe.
• Ha dönthető a kerékpár, van egy nyomaték, amely forog, az első kerék a lejtő irányába. Ez a pont az úgynevezett földi reakció erő. Ezt alkalmazzák a pont, ahol a kerék érinti a földet, és felfelé. Tekintettel arra, hogy a kormányzási tengely nem megy át ezen a ponton, amikor a kerékpár döntött padlón reakció erő képest a kormányzott tengely elmozdul.

Így, egy automatikus kormányzott. segít fenntartani az egyensúlyt. Ha a kerékpár véletlenül döntött, az első kerék fordul ugyanabba az irányba, mint a kerék elkezd forogni, a centrifugális erő visszaküldi a függőleges helyzetben van, és a súrlódási erő vissza az első kerék vissza semleges helyzetben van. Emiatt lehetséges, hogy biciklizni „kihangosító”. Bike maga egyensúlyt tart. Eltolása a súlypont az oldalon, akkor fenntart egy állandó lejtőn a kerékpár, és a sor.

Meg kell azonban jegyezni, hogy a képesség, hogy a kerékpáros a saját dinamikus egyensúly függ kormánymű villa kialakításához. Meghatározása a padló reakció váll kerék, vagyis merőleges hossza csökkent a talajhoz érjen kerekek a villát forgástengely; vagy ami ezzel egyenértékű, de könnyebben mérhető - a távolság a kerék az érintési pont metszéspontja a forgástengely villa és a föld között. Így az azonos kerék eredő pillanat lesz a magasabb, annál nagyobb a hajlandóság a tengelye a csatlakozó forgatást. Ahhoz azonban, hogy optimális dinamikus jellemzőket nem kell maximális forgatónyomaték és szigorúan meghatározni, hogy az idő túl kicsi vezet nehézség megtartva egyensúlyi, vagy túl nagy - a vibrációs instabilitás, elsősorban - „shimmy” (lásd alább).. Ezért, a helyzet a kerék tengelyének tengelyéhez képest a dugó gondosan kiválasztott tervezési; Sok kerékpár villa egy hajlítási vagy elmozdulása a kerék tengelye, hogy csökkentse a felesleges előre ható nyomatékot.

Az általános vélemény az jelentős hatással a giroszkóp pillanatban a forgó kerék egyensúly fenntartása rossz.

Nagy sebességnél (körülbelül 30 km / h), az első kerék tapasztalhatja az úgynevezett perdület sebesség (fordulatszám wobbles), vagy a „simi” - ez olyan jelenség, amely jól ismert a légiközlekedési iparágban. Ha ez a jelenség spontán csóválja a kereket jobbra és balra. Legyezésvezérlés sebesség a legveszélyesebb, amikor a vezetés, „szabad kéz” (azaz, ha a kerékpáros túrák tartása nélkül a kormány). Ok waggings sebesség - nincs rossz szerelés vagy gyenge rögzítés az első kerék, ezek által okozott rezonancia. Speed ​​csóválja könnyen megtérül fordulatszám csökkentésével vagy a változó helyzetben, de ha nem, akkor lehet halálos.

Kerékpár hatékonyság (energia költségek kilométerenként), mint a gyalogos és autós. Amikor a kerékpározás sebességgel 30 km / h-égett 15 kcal / km (kilokalória per kilométer), vagy a 450 kcal / h (kilokalória per óra). Ha megy sebesség 5 km / h égett 60 kcal / km vagy 300 kcal / h, azaz a kerékpározás négyszer hatékonyabb séta az energiafelhasználás egységnyi távolságot. Mióta kerékpáros fogyaszt több kalóriát óránként, ez is a legjobb sport terhelést. Amikor fut költség kalóriát óránként még magasabb. Meg kell jegyezni, hogy a lengéscsillapító, amikor fut, hanem a nem megfelelő kerékpáros (például vezetés felfelé a nagy fogaskerekek, hypothermia térd, az elégtelen mennyiségű folyadékot, stb) sérülést okozhatnak a boka és a térd. Egy képzett férfi, aki nem hivatásos sportoló sokáig, hogy dolgozzon ki egy teljesítmény 250 watt, vagy 3,1 liter. a. Ez megfelel a sebesség 30-50 km / h, sima úton. Egy nő lehet fejleszteni a kisebb abszolút hatalom, de több energiát egységnyi súlyt. Mivel szinte az összes energia egy sima út leküzdéséhez használják, légellenállás és vezetés közben felfelé alapvető költségeit - leküzdeni a nehézségi erő, a nők, ceteris paribus, menjen lassabban, vízszintes terepen, hegymenetben gyorsabb.

Alapján anyagok Wikipedia