W jaki sposób rower pochłania całą energię lądowania z dużej kropli?

Istnieje niezliczona ilość filmów pokazujących zawodników BMX / freeride / downhill itp. Skaczących i spadających z wysokości. Dla nieprofesjonalnego widza wydają się niemożliwe do przeżycia. Z fizycznego punktu widzenia rower dociera do ziemi z określoną energią kinetyczną, która zależy od wysokości spadku i od połączonej masy jeźdźca i roweru. Gdzie jest cała ta energia rozproszona? Zakładam, że większość tej energii jest pochłaniana przez rower, a część przez jeźdźca. Jak ta energia jest rozprowadzana w różnych elementach roweru?

Fizyka!
Wielkie skoki na lądowanie polegają na rozpraszaniu bezwładności, którą stworzyła nieznośna stara grawitacja podczas podróży na ziemię. Im lepiej rozproszysz tę bezwładność, tym większa szansa, że ​​się nie zabijesz.
W grze jest kilka czynników:

• Przejście lądowania.
  Lądowanie jest prawie zawsze pochylone w dół. Połącz pęd do przodu ze spadkiem i masz znacznie łagodniejsze lądowanie niż lądowanie na płaskim terenie. To jeden z głównych powodów, dla których zawodnicy doznają obrażeń, gdy przerywają przejście do lądowania.
• Zawieszenie.
  Trochę zawieszenia zawiesza się, a dużo zawieszeń idzie jeszcze dalej. Tłumienie uderzeń, które może dać nawet cal cala, jest ogromne. Pomyśl o tym, jak to jest spadać na materac w tył, w tył w wysoką trawę lub śnieg, odległość jest równa. Dawanie miękkich powierzchni zmniejsza prędkość i rozprasza twoją bezwładność, co powstrzymuje cię przed pęknięciem głowy, tak jak na betonie. Rowery z dużym trafieniem mogą mieć 8 lub 10 cali (lub więcej) skoku zawieszenia. To dużo podróży, aby rozproszyć wpływ. Nawet opony zapewniają odrobinę squisha, co jest szczególnie ważne dla zawodników BMX (a także dlatego, że sztywni kolarze rowerów górskich mają tendencję do uruchamiania opon o większej objętości).
• Właściwe lądowanie (w jaki sposób wykorzystujesz rower i zawieszenie roweru)
  Zwróć uwagę na to, że większość jeźdźców wyląduje najpierw na tylnym kole, zwłaszcza na bardziej płaskich lądowaniach, które są powszechne w próbach i na ulicznym BMX. Zmniejsza to dodatkowo uderzenie, ponieważ jeździec może w pewnym sensie kolejno wykorzystywać dawkę przodu i tyłu roweru. Jest to skuteczne zarówno w przypadku sztywnych, jak i zawieszonych rowerów. Wylądując najpierw na tylnym kole, możesz użyć roweru jako dźwigni - absorbując część uderzenia i zmniejszając prędkość ciała przed lądowaniem na przednim kole. Osiąga się to, jeśli twoja waga jest prawidłowo wyważona, opierając się o pedały i kierownicę. Efekt jest jeszcze większy w przypadku roweru z zawieszeniem. Gdy tylne koło uderza, tylny amortyzator pochłania to, co może, wtedy przednie koło opada, a widelec pochłania jeszcze więcej. Porównaj to z lądowaniem całkowicie płaskim (oba koła w tym samym czasie), gdzie rower zapewni mniej więcej tyle zawieszenia, co uśredniona podróż kombinacji amortyzatorów przednich i tylnych lub sztywnego roweru, tylko tyle, ile opony dałbym (ouch!). Lądowanie tylnego koła nie oznacza, że ​​podróżujesz dwukrotnie, ale z pewnością daje rowerowi więcej czasu na rozproszenie siły lądowania.
• Kolana i łokcie (jeszcze więcej zawieszenia)
  Naprawdę, dotyczy to większości twoich stawów - każdej części ciała, która może się zginać i poruszać, aby wchłonąć uderzenie. Nie widzisz jeźdźców wykonujących duże skoki i lądujących. To dlatego, że używają swoich rąk i nóg, aby wziąć jak najwięcej uderzenia, tak jak nie mogą tego zrobić.

Gdy połączysz wszystkie te elementy w harmonii, masz naprawdę spory ruch i choć wylądowanie dużego skoku zajmuje tylko ułamek sekundy, to wystarcza czas, aby spowolnić masę jeźdźca i powstrzymać go przed staniem się smaru na dole The Tooney Drop .

Wspomniałeś KINETIC ENERGY, która oczywiście musi gdzieś iść. Czasami masz recepcję, a rower jest szybki, ale czasami, jak w próbie rowerowej, rower ląduje „płasko” na zwykłym betonie. Czasami także freeridery lądują na płaskim betonie z prędkością i przynajmniej pionowa składowa energii kinetycznej kropli znika.

Powiedziałbym, że są tylko trzy miejsca, do których ta energia może się udać:

1. Większość z nich jest neutralizowana przez siły hamujące wytwarzane przez jeźdźca. Im więcej technologii i stylu, tym większa ilość energii może zostać pochłonięta. Zwykle oznacza to mięśnie prostowników wykonujących skurcz mimośrodowy (przykładając siłę podczas rozciągania, aby zmniejszyć / przeciwstawić się ruchowi stawu). Oznacza to wydatek energii przez komórki mięśniowe, które pochodzą z kalorii żywności. Jeśli spadek jest wysoki, większość jeźdźców próbnych woli najpierw wylądować z tyłu, więc mają więcej czasu na działanie tą samą siłą i więcej grup mięśniowych, aby działać podczas każdej części lądowania (jest to bardzo szybkie i ma się dobrze ćwiczone umiejętności).
2. W rowerze z zawieszeniem DUŻO energii kinetycznej może „zniknąć” w tłumikach dzięki szybkiemu lepkiemu przepływowi oleju, który zwiększa temperaturę oleju. Nowoczesne duże zawieszenia o ekstremalnych prędkościach jazdy mają dużo oleju wewnątrz, pracują przy niższych prędkościach przepływu (większe otwory, większe otwory zaworowe), dzięki czemu olej nie osiąga zbyt wysokich temperatur.
3. Wreszcie deformacja interfejsu opony / terenu może pochłaniać dużo energii i zmniejszać szczytowe zmniejszenie (uderzenie) lądowania. Dobrym przykładem lądowania byłby miękki piasek plażowy, trawa i niektóre rodzaje błota.

Ważne jest, aby wspomnieć, że sztywne elementy roweru (rama, koła) nie pochłaniają energii kinetycznej, a jedynie przekazują siły w inne miejsce. Ponadto, aby dodać do tego, co powiedział @ jm2, złącza przekazują tylko siły i (na szczęście) nie pochłaniają znaczącej ilości energii: energia kinetyczna lądowania jest sprzężona przez skurcz mięśni działający przez staw.

Jak już stwierdzono w jm2 ... jest wiele powodów, dla których zawodnicy mogą wziąć większe krople. Ponieważ jednak pytanie brzmiało, w jaki sposób jest dystrybuowane ...

Spójrz na przykład na wahliwe ramię ... pionowe uderzenie roweru powoduje, że tylny dolny wspornik przesuwa się w górę z punktu obrotu na korbie. Ten ruch (siła) jest przekierowywany na górny tylny wspornik i przenoszony na wstrząs, który pochłania większość siły, zanim w końcu przeniesie ostatnią ilość do rury podsiodłowej pod kątem prostym do jeźdźca, a nie przez kierowcę.

Dlatego pełna siła nie jest umieszczana bezpośrednio na nogach jeźdźców.

Geometria jest tym, co dzieli lwią część na 10-calowe wstrząsy, które pozwalają jeźdźcowi upaść 20 stóp bez niszczenia roweru, a następnie pozostania z dużo mniejszą ilością energii, aby wciągnąć nogi i ręce.