Czy zwiększona waga sprawi, że zejdę szybciej?

11

Od jakiegoś czasu mam to pytanie. Chcę wiedzieć, jak najszybciej zejść ze wzgórza. Zastanawiałem się więc, czy zwiększenie masy roweru zwiększy prędkość na odcinkach zjazdowych, czy może tylko spowolni mnie z powodu oporu toczenia, oporu lub innych czynników?

Mówię tu o długich odcinkach i długich, 10-30% wzgórzach. Sprawdziłem również nawierzchnię drogi, nie ma zakrętów i łatwo mogę sprawdzić, czy nadciąga ruch. W każdym razie jest bardzo rzadko używany w ruchu ulicznym.

Dzięki

EDYCJA: Chciałbym również uwzględnić w tym pytaniu rzeczy takie jak opór toczenia.

Jerzy
źródło
3
Skonsultuj się z Galileo. Odpowiedź brzmi nie.
Carey Gregory,
6
@CareyGregory, z wyłączeniem oczywiście przeciągania: F = ma = mg-Fd, gdzie Fd jest siłą oporu, która nie skaluje się z masą. Spróbuj upuścić balon i piłkę nożną tego samego rozmiaru. Ciężar będzie miał niewielki wpływ na opór toczenia i (przy założeniu, że jest usprawniony) na opór, dzięki czemu przyspieszysz szybciej, ale nie znacznie - lepiej wziąć pod uwagę współczynnik oporu.
Chris H
1
Moje statystyki pokazują, że 4 lata temu, kiedy miałem o 25 kg więcej niż obecnie, schodziłem szybciej niż teraz. Pokazują również, że byłem wtedy ogólnie wolniejszym rowerzystą niż obecnie. Podejrzewam, że w przypadku cięższego roweru to samo będzie miało zastosowanie (ale w mniejszym stopniu, ponieważ różnica między lekkim a ciężkim rowerem byłaby mniejsza).
PeteH
4
Zwiększona waga, wszystkie rzeczy będą równe, zwiększy prędkość zjazdu. Jednak wzrost nie będzie aż tak znaczący w przypadku stosunkowo płytkich stoków. (Galileo rozważał sytuacje, w których opór powietrza nie był głównym czynnikiem. Ale w przypadku motocykli jest to NAJWAŻNIEJSZY czynnik.)
Daniel R Hicks
2
(Jeśli opony są wystarczająco napompowane, zwiększona masa tylko nieznacznie wpłynie na opór toczenia.)
Daniel R Hicks

Odpowiedzi:

12

Najważniejszą rzeczą, którą musisz wziąć pod uwagę przy prędkości jest opór: Siła F na ciebie + rower (masa m ) wynosi:

F = ma = mg sin Q - F_d - F_rr

gdzie a jest twoim przyspieszeniem, g jest przyspieszeniem grawitacyjnym, a Q jest kątem wzgórza do poziomu. F_d to siła oporu, która nie skaluje się z masą. Spróbuj upuścić balon i piłkę nożną tego samego rozmiaru, a zobaczysz to w akcji. F_rr jest oporem toczenia.

Przeciąganie dominuje opór toczenia przy dowolnej przyzwoitej prędkości dla dobrze skonfigurowanego roweru: więcej szczegółów, niż prawdopodobnie chcesz lub ładny wykres, więc powinieneś być w stanie zaniedbać opór toczenia.

Ciężar będzie miał niewielki wpływ na opór toczenia i (zakładając, że nie wpłynie to na przekrój poprzeczny) na opór, więc przyspieszy, ale nie za bardzo.

Możesz chcieć eksperymentować: zacznij od niektórych zmierzonych prędkości bez dodatkowego obciążenia, a następnie przetestuj dodatkową masę i obojętne obciążenie o tej samej objętości / kształcie / montażu wykonane z polistyrenu lub kartonu.

Największy efekt, jaki będziesz mieć, to przeciąganie - więc pierwszą rzeczą do wypróbowania jest lepsze zakładanie, nie noszenie ubrań z flappy itp

W przypadku naprawdę dużych prędkości należy zastosować owiewkę - porównaj rekord godzinny dla całkowicie sprawiedliwego leżącego (~ 92 km) z rowerem wyścigowym UCI (~ 52 km). Nie ma statystyk, które mogłem znaleźć dla osób z owiewką.

Chris H.
źródło
1
+1 Tuck, bez noszenia flappy ubrania!
andy256,
Przyszło mi do głowy jeszcze jedno - jeśli mierzysz średnią prędkość (tj. Czas między górą a dołem), możesz zyskać więcej, przyspieszając na początku szybciej (mniejszą wagę) niż zwiększając prędkość końcową. Och, i napompuj opony tak mocno, jak tylko pozwolą.
Chris H
3

To może być na wpół zapamiętana fizyka, ale tutaj ścigałem się (znacznie cięższymi) przyjaciółmi ze wzgórz, gdzie jeździli na rowerach, które powinny - być wszystkie konta - być wolniejsze niż moje, ale wygrali. Czy pęd może mieć zastosowanie w trudniejszym terenie? Rozumiem przez to, że jeśli jeździec o większej masie uderzy w wyboj lub dziurę itp., Odczuje mniejsze spowolnienie z powodu swojego większego pędu w porównaniu do jeźdźca o mniejszej masie.

Oczywiście w idealnej próżni przyspieszenie pozostaje na poziomie 9,81 m / s / s i jako taka masa nie miałaby wpływu na prędkość.

PS Próbowałem to opublikować w komentarzu, ale nie mam jeszcze wystarczającej reputacji.

Jiminy Cricket
źródło
2

Gdyby doszło do tarcia, byłoby dokładnie tak samo (pamiętaj o młocie i piórku na księżycu). Jednak - twój opór sieciowy nie będzie tak naprawdę proporcjonalny do masy. Opór powietrza nie jest wcale proporcjonalny do masy (chociaż opór toczenia jest). Z tego powodu będziesz miał mniejszy opór na kilogram przy większej masie, co spowoduje, że będziesz jechał szybciej, tak.

Patrick H.
źródło
2

Przyjęta odpowiedź stanowi, że przeciąganie nie jest skalowane wraz z masą. Co jest prawdą. Ale przeciąganie skaluje się z obszarem czołowym. Można założyć, że dwie ramy są wykonane z tego samego materiału, dlatego większa rama ma większą powierzchnię przednią.

Zamiast porównywać balon i piłkę nożną tego samego rozmiaru, bardziej odpowiednim porównaniem są dwie skały o tej samej gęstości, ale o różnych rozmiarach.

Prędkość końcowa występuje wtedy, gdy siła grawitacji jest równa opancerzeniu.
Zobacz to łącze, aby obliczyć prędkość końcową. Prędkość
końcowa

W równaniu po wyjęciu stałych
vermina jest proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego (masa / powierzchnia)
vermina jest proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego (r cubed / r kwadrat)
vterminal jest proporcjonalny do pierwiastka kwadratowego (r)

Zatem przy stałej gęstości, jeśli podwoisz r, prędkość końcowa wzrośnie o 1,414.
Podwójne r jest ośmiokrotnością masy dla tylko 1,414 prędkości końcowej.

Przeciąganie proporcjonalne do v do kwadratu to rzeczywiste przeciąganie (przeznaczona gra słów)

Teraz udawajmy, że możesz podwoić swoją masę i utrzymać ten sam obszar.
Vminminal jest proporcjonalny do pierwiastka kwadratowego (masa / powierzchnia)
Vterminal jest proporcjonalny do pierwiastka kwadratowego (masa / stała)
Vterminal jest proporcjonalny do pierwiastka kwadratowego (masa)
Jeśli wszystko było stałe (w tym twój obszar i opór toczenia)
Jeśli zwiększysz masę o 2, zwiększysz prędkość końcową o 1,414
Jeśli zwiększysz masę o 4, zwiększysz prędkość końcową o 2
Opór toczenia nie jest stały, więc byłby mniejszy niż 1,414 i 2

Powiedzmy, że jeździec o wadze 180 funtów i dodaj do ramy 20 funtów ołowiu - to tylko 5% prostej z górki
Na 10 stopniach to tylko 0,846% - 40 mil na godzinę w porównaniu do 40,43 mil na godzinę (bez uwzględnienia oporu toczenia).

Nawet rowery wspinaczkowe są lekkie.
Zasadniczo pod górę płacisz za cały ciężar, a ze wzgórza dostajesz tylko pierwiastek kwadratowy ciężaru.
Przeciąganie proporcjonalne do v do kwadratu to prawdziwe przeciąganie

paparazzo
źródło
1

Krótka odpowiedź brzmi: tak . Zobacz długą odpowiedź Chrisa .

Głównym powodem tej „odpowiedzi” jest zachęcenie do dużej ostrożności .

Jako nastolatek (w poprzednim tysiącleciu) dorastałem w pagórkowatym terenie. Regularnie robiliśmy dwa zjazdy - dwie mile biegną od farmy przyjaciół do domu i strome wzgórze o długości jednej mili. Mój najlepszy czas na powrót do domu to 2:11, z dużą ilością pedałowania (nie wspominam o mijaniu samochodów). Na stromym wzniesieniu pęknęlibyśmy 1 minutę bez pedałowania. Chodzi o to, że byliśmy młodzi i głupi .

Niedawno mój brat spotkał podobne dzieci w wieku, które chciały jak najszybciej zejść na znane nam wzgórze. Chociaż odradzał to, i tak to zrobili. Jeden rozbił się i rozbił mu czaszkę . Z naszego doświadczenia na tym wzgórzu robiłby około 60 km / h. Tylko.

Wspominasz o 30% . To jest strome:

Znak mówi „3 odpływy”

Stroma część to miejsce, w którym droga znika z pola widzenia.

Ostatnim ostrzeżeniem jest stabilność roweru i hamulce. Hamulce rowerowe nieprzeznaczone do tych prędkości . A twoja geometria ramy jest nieznanym czynnikiem - czy „dostanie chwiejności”? Jedynym sposobem na poznanie jest zrobienie tego. Problem polega na tym, że jeśli tak się stanie, najprawdopodobniej ulegniesz awarii. Ciężko .

andy256
źródło
Łał Czy przeżył
George
Tak. Nie słyszałem, czy jest jeszcze jakieś trwałe uszkodzenie. Wielu z nas lubi jeździć szybko. Bądź bardzo ostrożny. Noś kask i powoli zwiększaj prędkość, aby zdobyć doświadczenie. Rozważ nakolanniki i łokcie. Utrzymuj twarde opony . To kolejny prosty sposób na śmierć.
andy256
60 km / h to tylko 37 km / h, a niezbyt szybko na dobrej drodze z dobrym rowerem . Na drodze (nie w terenie) głównym niebezpieczeństwem związanym z prędkością jest „dreszcz” z powodu geometrii roweru i rozkładu ciężaru, często w połączeniu z nierównością drogi. W takiej sytuacji rowerzysta musi zrozumieć swoje własne ograniczenia.
Daniel R Hicks
(I prawdopodobnie nie rozbijesz się, jeśli Twój rower „dostanie chwiejności”, dopóki nie wpadniesz w panikę i stopniowo zwolnisz rower, jednocześnie mocno wzmacniając pręty. Ale przeraża cię to i odchody na tyle, że prawdopodobnie nie chcę to zrobić ponownie.)
Daniel R Hicks
1
1) Sztywny rower 2) Rozmiar ramy 1 rozmiar mniejszy 3) Super długi mostek 4) Chwyć ramę między kolanami: Nigdy więcej chwiejności
AzulShiva
1

W sensie praktycznym zwiększona waga sprawi, że zjedziesz szybciej, z tego samego powodu zmniejszenie masy ciała spowoduje, że zjedziesz szybciej

Zobacz ten interaktywny kalkulator . Jeśli ustawisz gradient na „-10”, ustaw „Moc P (waty)” na 0,001 (tj. Prawie zero):

  • Przy wadze kierowcy ustawionej na 50 kg jedziesz około 59,54 km / h
  • Przy wadze kierowcy ustawionej na 75 kg jedziesz około 71,22 km / h
  • Przy wadze kierowcy ustawionej na 100 kg przejdziesz około 81,25 km / h

Jest to jednak dość masywny wzrost masy ciała. Zwiększenie masy ciała o tyle byłoby „niezdrowe”, a zwiększenie masy roweru najprawdopodobniej negatywnie wpłynęłoby na prowadzenie.

Mniejszy wzrost masy (kilka kilogramów itp.) Nieco zwiększy twoją prędkość zjazdu .. ale prawdopodobnie znacznie bardziej produktywna byłaby praca nad zmniejszeniem oporu aerodynamicznego.

Ekstremalnym przykładem może być leżący rower (znacznie mniejszy obszar przedni niż typowy rower szosowy i może mieć zewnętrzną skorupę w celu dalszego zmniejszenia oporu), ale istnieje wiele innych sposobów, aby to zrobić, np. Przyjmując raczej niebezpieczne pozycje na rowerze lub noszenie kasków w zabawnych kształtach i bardziej aerodynamicznych ubrań (kombinezony triathlonowe i rozkładowe)

dbr
źródło
0

W pewnym sensie tak. To tak, jakby niektórzy narciarze próbowali przybierać na wadze, aby uzyskać dodatkową prędkość. Ale trudno byłoby mieć dobrą kontrolę w porównaniu do tego, kiedy byłeś wcześniej lżejszy :)

MŁODY
źródło
0

Jak zwykle myślę, że najlepszym sposobem na rozważenie tego jest energia;

przechodząc od odpoczynku na szczycie wzgórza (wysokość h), zachowuje się energię między energią potencjalną na górze a kinetyką na dole:

Mgh = straty MV ^ 2 + (z powodu aerodynamiki i oporu toczenia)

w związku z tym

V = sqrt (gh - straty / M)

ponieważ straty nie są proporcjonalne do masy, wówczas ich podział na masę zmniejsza ich wpływ na prędkość cięższego jeźdźca, niezależnie od tego, czy osiągnięto prędkość końcową, czy nie

Jason
źródło