Отдел продаж
8 (499) 755-89-57
Лодки, запчасти
8 (499) 755-89-57

Чему равна скорость велосипедиста если колеса его велосипеда имеют диаметр


Чему равна скорость велосипедиста, если колеса его велосипеда имеют диаметр D=60см и вращаются с частотой n=159об/мин?

Ответ:

45 км/ч

Объяснение:

30×2=60 км/ч вторая половина пути

60+30=90 км

90 км:2 часа=45 км/ч

Явления, связанные с нагреванием или охлаждением тел, с изменением температуры, называются тепловыми. Например, нагревание и охлаждение воздуха, таяние льда, плавление металла.

Температура- степень нагретости тел. Температуру тел измеряют с помощью термометра и выражают в градусах Цельсия •C

Для этого надо знать удельную теплоту сгорания дров, из вики узнаём при сгорании 1 кг дров выделяется 10,2 МДж или 10200 кДж. Удельная теплоёмкость снега 2,06 кДж/кг*гр. С, а воды примерно 4,183 кДж/кг*гр. С. Удельная теплота плавления снега 333,55 кДж/кг. Теперь можно просто посчитать.

Нам нужно количество дров? Сначала вычислим сколько энергии нужно для нагрева, плавления снега и нагрева воды до 20 гр. С.

Q=(2,06*10+333,55+4,183*20)*200=87562 кДж, на то чтобы превратить 200 кг снега с температурой -10, в воду с температурой +20.

Теперь вычисляем массу дров необходимую для этого:

m=87562/(10200*0,4), где 0,4 это и есть КПД 40%, получаем 21,46 кг дров.
решай по такому же принципу!

Вынужденные колебания-коелбания, происходящие под действием внешних сил, меняющихся во времени. Примеры: иглы швейной машины, поршня в цилиндре автомобильного двигателя, океанические приливы, происходящие под действием Луны..

Интерактивный калькулятор зависимости мощности от скорости на основе модели


Стив Гриббл · gribble [at] gmail [точка] com
Циклическая мощность и скорость
Изучите взаимосвязь между вашей велосипедной мощностью (мощностью) и скорость. Наведите курсор на график или нажмите на него, чтобы исследовать определенные точки. Измените поля ниже, и график обновится.

Наведите курсор на график, чтобы изучить распределение сил, задействованных на определенной скорости.

Определите удельную мощность или скорость
Физика, влияющая на езду на велосипеде с постоянной скоростью

На этой веб-странице используются физические модели сил велосипедиста, чтобы помочь вы оцениваете соотношение между мощностью P (ватт) и скорость V (км / ч или миль / ч) велосипедиста. Для этого вам понадобится оценить несколько параметров; приведены разумные значения по умолчанию.

Есть три основные силы, которые вы, как велосипедист, должны преодолеть, чтобы двигаться вперед:

  • Гравитация: Если вы едете на велосипеде в гору, вы сражаетесь против силы тяжести, но если вы едете на велосипеде под гору, гравитация работает на ты.На этой странице измеряется крутизна холма с точки зрения процентная оценка G : подъем, деленный на пробег, умноженный на 100. Чем тяжелее вы и ваш велосипед, тем больше энергии вы должны тратить преодолеть гравитацию. Общий вес вас (велосипедиста) и ваш велосипед Вт (кг). Постоянная гравитационной силы г, равно 9,8067 (м / с 2 ).


    Формула силы тяжести, действующей на велосипедиста, в метрических единицах. единиц, это:

    \ (\ qquad F _ {\ mbox {gravity}} = 9.8067 \ cdot \ sin (\ arctan (\ frac {G} {100})) \ cdot W \)

  • Сопротивление качению: Трение между шинами и дорожное покрытие замедляет вас. Чем неровнее дорога, тем больше трение, которое вы испытаете; чем выше качество ваших шин и трубка, тем меньше трение вы испытаете. Кроме того, чем тяжелее вы и ваш велосипед, тем большее трение вы испытаете. Там безразмерный параметр, называемый коэффициентом прокатки . сопротивление , или C rr , которое захватывает неровность дороги и качество ваших шин.


    Формула сопротивления качению, действующего на велосипедиста, в метрические единицы, это:

    \ (\ qquad F _ {\ mbox {Rolling}} = 9.8067 \ cdot \ cos (\ arctan (\ frac {G} {100})) \ cdot W \ cdot C_ {rr} \)

  • Аэродинамическое сопротивление: При движении по воздуху ваше велосипед и тело должны толкать воздух вокруг вас, подобно тому, как снегоочиститель отталкивает снег. Из-за этого воздух оказывает против вас силу во время езды. Есть несколько вещей это диктует, сколько силы воздух оказывает против вас.В быстрее вы едете, скорость V (м / с), тем сильнее воздух толкает против вас. Кроме того, вы и ваш велосипед представляете определенную лобовая площадь А ( м 2 ) в воздух. Чем больше это лобной области, тем больше воздуха вам нужно вытеснить и тем больше сила, которую воздух давит на вас. Вот почему велосипедисты и производители велосипедов изо всех сил стараются минимизировать площадь лобовой части в аэродинамическое положение. Плотность воздуха Rho (кг / м 3 ) тоже немаловажно; чем плотнее воздух, тем с большей силой это оказывает на вас.

    Наконец, есть и другие эффекты, такие как скользкость ваша одежда и степень ламинарного потока воздуха. чем бурно вокруг вас и вашего велосипеда. Оптимизация вашего в этом также помогают аэродинамические положения. Эти другие эффекты зафиксирован в другом безразмерном параметре, называемом перетаскиванием коэффициент , или C d . Иногда вы увидите люди говорят о « C d · A », или CdA .Это просто коэффициент лобового сопротивления C d умножить на площадь лобной A . Если у вас нет доступа к аэродинамической трубе, трудно измерить C d и A отдельно; вместо этого люди часто просто измерьте или сделайте вывод C d · A как комбинированный номер.

    Формула аэродинамического сопротивления, действующего на велосипедиста, в метрические единицы, это:

    \ (\ qquad F _ {\ mbox {drag}} = 0.2 \)

Общая сила, противодействующая вам, велосипедисту, складывается из этих трех силы:

\ (\ qquad F _ {\ mbox {resist}} = F _ {\ mbox {gravity}} + F _ {\ mbox {Rolling}} + F _ {\ mbox {drag}} \)

На каждый метр, который вы циклически перемещаете вперед, вы тратите энергию на преодоление эта сила сопротивления. Общее количество энергии, которое вы должны потратить переместиться на расстояние D (м) против этой силы называется Работа (Джоули), которую вы выполняете:

\ (\ qquad \ mbox {Work} = F _ {\ mbox {resist}} \ cdot D \)

Если вы движетесь вперед со скоростью V (м / с), то вы должны поставлять энергию со скоростью, достаточной для работы по перемещению В метров каждую секунду.Этот уровень расхода энергии равен называется мощностью , и измеряется она в ваттах. Сила P колесо (Вт), которое должно быть предоставлено вашему колеса велосипеда, чтобы преодолеть общую силу сопротивления F сопротивление (Ньютонов) при движении вперед со скоростью В (м / с) составляет:

\ (\ qquad P _ {\ mbox {wheel}} = F _ {\ mbox {resist}} \ cdot V \)

Вы, велосипедист, являетесь двигателем, обеспечивающим эту мощность.Сила то, что необходимо для колес вашего велосипеда, исходит от ваших ног, но не вся сила, которую дают ваши ноги, достигает колеса. Трение в трансмиссии (цепи, шестерни, подшипники и т. Д.) вызывает небольшие потери, обычно около 2%, если у вас чистая и хорошо смазанная трансмиссия. Назовем процент Убытки подиума Убытки дт (в процентах).

Итак, если мощность, которую обеспечивают ваши ноги, P ножки (Вт), затем мощность, которая достигает колесо:

\ (\ qquad P _ {\ mbox {wheel}} = \ left (1 - \ frac {\ mbox {Loss} _ {\ mbox {dt}}} {100} \ right) \ cdot P_ { \ mbox {ноги}} \)

Собрав все вместе, уравнение, связывающее мощность вырабатывается вашими ногами до постоянной скорости, которую вы путешествуете:

\ (\ qquad P _ {\ mbox {legs}} = \ left (1 - \ frac {\ mbox {Loss} _ {\ mbox {dt}}} {100} \ right) ^ {- 1} \ cdot \ left [F _ {\ mbox {gravity}} + F _ {\ mbox {Rolling}} + F _ {\ mbox {drag}} \ right] \ cdot V \)

или, более полно:

\ (\ qquad P _ {\ mbox {legs}} = \ left (1 - \ frac {\ mbox {Loss} _ {\ mbox {dt}}} {100} \ right) ^ {- 1} \ cdot \ left [\ left (9.2 \ right) \ right] \ cdot V \)

Одно из страшных последствий этого уравнения - то, что при высоком скорости, мощность, которую вы должны произвести, пропорциональна куб вашей скорости. Итак, чтобы увеличить скорость на 25%, вам нужно почти вдвое увеличить мощность!

.

Велосипедная наука - как работают велосипеды и лежащая в их основе физика

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 18 августа 2019 г.

Если вам нужно было выбрать лучшую машину за все время, что бы вы сказали? Если бы мы говорили о машинах, которые помогли распространять знания и обучать людей, вы, вероятно, выберете печатная пресса. Если мы имели в виду изобретения, которые позволяют людям обрабатывать землю и кормить свои семьи, вы могли бы заплатить за плуг или трактор. Если вы считаете, что транспорт действительно важен, вы можете выбрать автомобильный двигатель, паровой двигатель или реактивный двигатель самолета.Но для его чистоты простота, думаю, я бы выбрал велосипед . Это прекрасный пример того, как чисто, научные идеи можно использовать в очень практичном технологии. Давайте посмотрим на науку о циклах - и просто что делает их такими замечательными!

На фото: велосипед - гениально простая форма транспорт, где бы вы ни находились. Что-то вроде 130 миллионов новых велосипедов производятся во всем мире каждый год, и более 90 процентов из них в настоящее время производится в Китае.Фото Роджера С. Дункана любезно предоставлено ВМС США.

Что такого хорошего в велосипедах?

Диаграмма: Сравнение эффективности повседневных машин (приблизительные, ориентировочные значения, выраженные в процентах). За исключением велосипеда, новые технологии (например, дизельные двигатели) обычно более эффективны, чем старые технологии (например, паровые двигатели).

Что так хорошо, так это то, что они быстро доставят вас в места, не поглощая ископаемые виды топлива, такие как бензин, дизельное топливо и уголь, или не создавая загрязнение.Они делают это, потому что очень эффективно преобразуют энергию, производимую нашим телом, в кинетической энергии (энергии движения). Фактически, как вы можете видеть из диаграммы напротив, это самые эффективные транспортные машины, разработанные людьми. Используя силу ваших мышц удивительно эффективным способом, велосипед может преобразовать около 90 процентов энергии, которую вы подаете на педали, в кинетическую энергию, которая движет вас вперед. Сравните это с автомобильным двигателем, который преобразует лишь около четверти энергии бензина в полезную мощность - и при этом производит все виды загрязнения.

Посмотрите на это так: если вы ведете машину, куда бы вы ни пошли, вы тащите кусок металла, который, вероятно, весит в 10–20 раз больше, чем вы (типичный компактный автомобиль весит более 1000 кг или 2000 фунтов). Какая трата энергии! Ездите на велосипеде, и металл, который вам нужно перемещать с собой, больше равен 6–9 кг (14–20 фунтов) для легкого гоночного велосипеда или 11–20 кг (25–45 фунтов) для горного велосипеда или туриста, что составляет или вашего собственного веса.

Более высокая эффективность означает, что вы можете ехать дальше на том же количестве топлива, что является еще одним большим преимуществом велосипедов, хотя его трудно измерить количественно.Согласно классической книге «Велосипедная наука» Дэвида Гордона Уилсона и др .: «Гоночный велосипедист на скорости 32 км / ч (20 миль в час) мог бы проехать более 574 километров на литр (1350 миль на галлон США), если бы существовала жидкая пища с высоким содержанием энергии. бензина ". Как ни крути, байки просто потрясающие!

Куда уходит ваша энергия?

Мы описали велосипед как машину, и с научной точки зрения это именно то, что это: устройство, которое может увеличивать силу (облегчая идти в гору) или скорость.Это также машина в том смысле, что она преобразует энергию из одной формы (все, что вы ели) в другой (кинетическая энергия вашего тела и велосипеда, когда они едут). Вы, наверное, слышали о законе физики, называемом сохранение энергии, которое говорит, что вы не можете создать энергию из воздуха или заставить ее бесследно исчезнуть: все, что вы можете сделать - это преобразовать его из одного в другое. Так где же энергия вы на велосипеде ездите на самом деле? В научных терминах мы говорим, что это означает «выполнение работы» - но что это означает на практике?

Езда на велосипеде иногда может казаться тяжелой работой, особенно если вы едете в гору.В науке о велоспорте "тяжелая работа" означает, что вам иногда приходится использовать довольно много силы крутить педали на любом расстоянии. Если вы идете в гору, вам нужно работать против сила тяжести . Если вы идете быстро, вы работаете против силы сопротивление воздуха (сопротивление) давит на ваше тело. Иногда бывают неровностей; на дороге, по которой нужно проехать; это требует больше силы и использует энергия тоже (неровности уменьшают вашу кинетическую энергию, уменьшая вашу скорость).

Фото: Велосипеды так хорошо работают с человеческим телом, потому что они используют силу наших больших и очень мощных мышц ног. Лежачие велосипеды (на которых вы ездите лежа) могут выглядеть ультрасовременными и немного странными, но им уже не менее 100 лет. Они быстрее, чем обычные велосипеды, потому что их водители принимают гораздо более аэродинамическую позу, напоминающую трубу, которая сводит к минимуму сопротивление. Поскольку педали находятся выше над землей, шатуны могут быть длиннее, поэтому вы получаете больше рычагов, ваши мышцы могут дольше работать с высокой мощностью и делать это более эффективно.Фото Робина Хиллер-Майлза любезно предоставлено ВМС США.

Но идете ли вы в гору или под гору, быстро или медленно, по ровной дороге или ухабистый, есть другая работа, которую всегда нужно делать просто чтобы ваши колеса вращались. Когда колесо стоит на земле, выдерживая нагрузку, например, велосипедиста, шина, обернутая вокруг него, в одних местах раздавлены, в других выпячиваются. По мере того, как вы едете по кругу, разные части шины сжимаются и выпирают по очереди, а резина, из которой они сделаны, тянется и толкается во всех направлениях.Многократно сдавливать шину таким способом немного похоже на замешивание хлеба: для этого требуется энергия - и эта энергия известна как сопротивление качению . Чем больше нагрузка на шину (чем вы тяжелее или больше несете), тем выше сопротивление качению.

Для гоночного велосипеда, движущегося быстро, около 80 процентов работы велосипедиста будет уходить на преодоление сопротивления воздуха, а оставшаяся часть будет использована на борьбу с сопротивлением качению; для маунтинбайкера намного медленнее на пересеченной местности, 80 процентов их энергии уходит на сопротивление качению и только 20 процентов теряется на перетаскивание.

Диаграмма: Медленные горные велосипеды тратят большую часть энергии из-за сопротивления качению; более быстрые гоночные велосипеды тратят больше из-за сопротивления воздуха.

О каком количестве энергии мы на самом деле говорим? В Тур де Франс, по мнению увлекательный Анализ, проведенный Training Peaks, показал, что лучшие райдеры имеют в среднем около 300–400 Вт мощности, что составляет примерно 3–4 старомодных 100-ваттных лампы или около 15% мощности, необходимой для работы электрического чайника. Для сравнения, вы можете генерировать около 10 Вт с помощью ручного генератора электроэнергии, хотя Вы не можете использовать один из них очень долго, не уставая.Что это говорит нам? Намного легче генерировать большое количество энергии в течение длительного времени, используя большие мышцы ног, чем используя руками и руками. Вот почему велосипеды такие умные: в них используются самые мощные мышцы нашего тела.

Как работает рама велосипеда

Предполагая, что вес взрослого составляет 60–80 кг (130–180 фунтов), рама велосипеда должна быть достаточно жесткой, если она не собирается защелкните или пристегните ремни в момент, когда гонщик поднимается на борт. Обыкновенный велосипеды имеют рамы из прочной, недорогой, трубчатой ​​стали (буквально, полые стальные трубы, содержащие только воздух) или более легкие сплавы на основе стали или алюминия.Гоночные велосипеды, скорее всего, будут сделаны из композитов с углеродным волокном, которые дороже, но прочнее, легче и устойчивы к ржавчине.

Фото: перевернутая А-образная рама велосипеда - это невероятно прочная структура, помогающая распределять ваш вес между передними и задними колесами. Это помогает наклоняться вперед или даже вставать, когда вы идете в гору, поэтому вы можете применить максимум нажимайте на педали и сохраняйте равновесие.

Вы могли подумать, что рама велосипеда из алюминиевых трубок будет намного слабее. чем тот, что сделан из стали, но только если трубы аналогичны по размеру.На практике каждый велосипед должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать вес гонщика. и нагрузки, которые могут возникнуть при различных видах обращения. Таким образом, алюминиевый велосипед будет использовать трубки с большим диаметром и / или более толстыми стенками. чем велосипед из стальных труб.

Оправа не просто поддерживает вас: ее треугольная форма (часто два треугольника соединяются вместе, образуя ромб) тщательно разработан для распространять твой вес. Хотя седло расположено гораздо ближе к спине руль, вы наклоняетесь вперед, чтобы держаться за руль.Угловой стержни в раме предназначены для более или менее разделять ваш вес равномерно между передними и задними колесами. Если вы думаете об этом, это действительно важно. Если весь ваш вес переместился через спину колесо, и вы пытались крутить педали в гору, вы опускались назад; по аналогии, если бы на переднее колесо было слишком много веса, вы бы свалились каблуки каждый раз, когда ты спускался с горы!

Рамы не предназначены для стопроцентной жесткости: это сделает езду гораздо менее комфортной. Практически все велосипедные рамы немного изгибаются и гнутся, чтобы поглощать некоторые удары. езды, хотя другие факторы (например, седло и шины) имеют гораздо большее влияние по комфорту езды.Также стоит помнить, что человеческое тело само по себе замечательно эффективная система подвески; катаясь на горном велосипеде по пересеченной местности, вы очень быстро станете знать, как ваши руки могут работать как амортизаторы! Действительно, может быть весьма поучительно посмотреть на тело как продолжение (или дополнение) базовой рамы велосипеда, сбалансированное на ней.

Как работают велосипедные колеса

Фото: Как и автомобильное колесо, велосипедное колесо - это умножитель скорости.В педали и шестерни поворачивают ось по центру. Ось поворачивается только небольшое расстояние, но рычаг колеса означает внешний обод поворачивается намного дальше за то же время. Вот как колесо помогает идти быстрее.

Если вы читали нашу статью о том, как работают колеса, вы будете знать, что колесо и ось, которую оно вращает, - это пример того, что ученые называют простым машина: она умножает силу или скорость в зависимости от того, как вы ее поворачиваете. Велосипед колеса обычно имеют диаметр более 50 см (20 дюймов), что составляет выше, чем у большинства автомобильных колес.Чем выше колеса, тем больше они умножьте свою скорость, когда вы поворачиваете их на оси. Вот почему у гоночных велосипедов самые высокие колеса (обычно диаметром около 70 см или 27,5 дюймов).

Колеса в конечном итоге выдерживают весь ваш вес, но очень интересным образом. Если бы колеса были твердыми, они были бы сдавлены (сжаты), когда вы сели на сиденье, и отталкивается, чтобы поддержать вас. Однако колеса у большинства мотоциклов на самом деле состоит из прочной ступицы, тонкого обода и около 24 спиц с высоким натяжением.Велосипеды имеют колеса со спицами, а не цельнометаллические, чтобы сделать их прочными и легкими, а также уменьшить сопротивление. (некоторые райдеры используют плоские «лопастные» спицы или спицы овальной формы вместо традиционных округлых спиц в попытке чтобы сократить сопротивление еще больше).

Важно не только количество спиц, но и способ их подключения между ободом и его ступицей. Как нити паутины или свисающие веревки подвесного моста, колесо велосипеда находится в напряжении - спицы натянуты.Так как спицы перекрещиваются с обода на противоположной стороне ступицы колесо не такое плоское и хлипкое, как кажется, но на самом деле удивительно прочная трехмерная структура. Когда вы садитесь на велосипед, ваш вес давит на ступицы, которые растягивают одни спицы немного больше, а другие - немного меньше. Если вы весите 60 кг (130 фунтов), вам придется толкать около 30 кг (130 фунтов). вниз на каждое колесо (не считая собственного веса велосипеда), а спицы - это то, что предотвращает коробление колес.

Фото: Несмотря на внешний вид, велосипедное колесо не является ни плоским, ни слабым.Ступица намного шире шины, спицы натянуты и перекрещиваются, соединяясь со ступицей по касательной. Все это создает жесткую трехмерную структуру, которая может противостоять скручиванию, короблению и изгибу. Фото Дэвида Даналса любезно предоставлено ВМС США.

Поскольку каждое колесо имеет пару дюжин спиц, вы можете подумать, что каждая спица должна выдерживать лишь часть общего веса - может быть, всего 1-2 кг (2,2-4,4 фунта), если спиц 30, что может сделать легко. На самом деле, спицы несут нагрузку неравномерно: несколько спиц, которые находятся около вертикали, несут гораздо большую нагрузку, чем другие.(Среди велосипедистов до сих пор ведутся споры о том, как на самом деле воспринимается нагрузка, и лучше ли представить себе велосипед, висящий на спицах вверху или давящий на спицы внизу.) Как колесо вращается. другие спицы перемещаются ближе к вертикали и начинают нести большую часть нагрузки. Нагрузка на каждую спицу резко возрастает и падает во время каждого вращения колеса, поэтому, в конце концов, после многих тысяч циклов повторяющихся напряжений и деформаций, во время которых каждая спица быстро растягивается и расслабляется, одна из спиц (или ее соединение с колесо или ступица) может выйти из строя из-за усталости металла.Это мгновенно и резко увеличивает нагрузку на оставшиеся спицы, повышая вероятность их выхода из строя и вызывая своего рода эффект «домино», из-за которого колесо прогибается.

Как работают велосипедные передачи

Фото: Шестерня - это пара колес с зубья, которые сцепляются друг с другом для увеличения мощности или скорости. В велосипеде пара шестерен не приводится в движение напрямую, а связана цепь. На одном конце цепь постоянно обвивается вокруг главной шестерни. (между педалями).С другой стороны, он переключается между сериями больших или меньших зубчатые колеса при переключении передач.

Типичный велосипед имеет от трех до тридцать различных шестерен - колеса с зубьями, связаны цепью, что делает машину быстрее (по прямой) или легче крутить педали (идти в гору). Колеса большего размера также помогают ехать быстрее по прямой, но это большой недостаток, когда дело касается холмов. Это одна из причин, почему горные велосипеды и велосипеды BMX имеют меньшие колеса, чем гоночные велосипеды.Не только шестерни на велосипеде помогают увеличьте мощность педалирования, когда вы идете в гору: педали крепится к главной шестерне парой шатуны: два коротких рычага которые также увеличивают силу, которую вы можете приложить ногами.

Шестерни могут существенно повлиять на вашу скорость. На типичном гоночный байк, например, передаточное число (количество зубьев на педальном колесе, деленное на количество зубцов на тыльной стороне колесо) может составлять 5: 1, поэтому одно нажатие педалей приводит в движение вы примерно в 10 м (35 футов) вниз по улице.Предполагая, что вы можете перемещать только ноги так быстро, вы можете видеть, что шестерни эффективно заставляют вас идти быстрее, помогая вам продвигаться дальше при каждом повороте педалей.

Подробнее читайте в нашей основной статье о шестеренках.

Изображение: Велосипеды до шестеренок: Ранние велосипеды, подобные этим (известные как «Пенни Фартингс» или «Высокие колеса») у него было огромное переднее колесо, которое эффективно увеличивало вашу скорость и позволяло очень быстро ехать по прямой. Шестерен не было: переднее колесо крутилось один раз, когда ноги толкали вверх-вниз на рукоятках (педалях).Спускаться под гору было довольно сложно (если не снимать ногу с шатунов), а в гору - практически невозможно! Фрагмент оригинальной картины Генри «Хай» Сэндхэма 1887 года, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Как работают велосипедные тормоза

Фото: Ободные тормоза: Резиновые колодки (колодки) тормозов этого велосипеда зажимают металлический обод колеса, чтобы замедлить вас. Когда вы теряете скорость, вы теряете энергию. Куда уходит энергия? Он превращается в тепло: тормозные колодки могут сильно нагреваться!

Как бы быстро вы ни двигались, наступает время, когда Вы должны остановить.Тормоза на велосипеде работают с использованием трения ( сила трения между двумя предметами, которые скользят друг мимо друга, пока они трогают). Хотя некоторые велосипеды теперь имеют дисковые тормоза (аналогичные те, что используются в автомобилях), с отдельными тормозными дисками, прикрепленными к колесам, многие до сих пор используют традиционные ободные тормоза с суппортом и башмаками.

При нажатии на тормозные рычаги пара резиновых туфли (иногда называемые блоками) прижимаются к металлическому внутреннему ободу спереди и сзади колеса. Когда тормозные колодки плотно трутся о колеса, они поворачиваются. ваша кинетическая энергия (энергия, которую вы имеете потому что ты идешь вместе) в тепло, что замедляет вас.Подробнее об этом читайте в нашей основной статье о тормозах.

Ободные тормоза в сравнении с дисковыми тормозами

Ободные тормоза с приводом от суппорта нажимают на внешний край колеса, где оно вращается быстрее всего, но с наименьшей силой. Это означает, что им требуется относительно небольшое тормозное усилие, чтобы замедлить движение. колеса (так что они могут быть маленькими и легкими), хотя вам все равно придется сильно нажимать, и вам придется прилагать эту силу дольше, чтобы заставить себя и свой велосипед остановиться. Одним из больших недостатков ободных тормозов является то, что они полностью подвергаются воздействию дождя сверху и сбоку и брызг с колес; если тормозные колодки и колеса мокрые и грязные, есть значительная смазка, трение между тормозами и колесами может быть до десяти раз меньше, чем в засушливых условиях (по данным Дэвида Гордона Уилсона Велосипедная наука), и ваш тормозной путь будет намного больше.

Дисковые тормоза работают ближе к ступице, поэтому им необходимо применять большее тормозное усилие, которое может вызвать нагрузку на вилки и спицы, и они оба тяжелее (что может повлиять на управляемость велосипеда) и механически сложнее, но они имеют тенденцию к быть более эффективным в сырую погоду и грязь.

Просмотрите интернет-форумы о велосипедах, и вы найдете самые разные мнения о том, какой тип тормозов лучше всего подходит для разных типов велосипедов, местности и погодных условий. Некоторым людям нравятся дисковые тормоза, потому что они делают мотоцикл лучше; другим нравятся ободные тормоза, потому что они такие простые и понятные.

Рисунок: Тормоза дисковые (упрощенные). Когда вы нажимаете на рычаг тормоза, трос или гидравлическая линия (желтый) воздействуют на суппорты (синие), которые прижимают тормозные колодки к диску, который называется ротором (красный), прикрепленным к колесу. Поскольку суппорты прикреплены к одной из вилок (серые), а тормозная сила должна проходить через спицы (черные), чтобы остановить колесо, дисковые тормоза подвергают вилки и спицы гораздо большей нагрузке, чем ободные тормоза.

Как работают велосипедные шины

Трение между резиновыми шинами также работает в вашу пользу. и дорога, по которой вы едете: это дает вам сцепление, которое делает ваш велосипед легче контролировать, особенно во влажные дни.

Как и автомобильные шины, велосипедные шины не сделаны из цельной резины: они имеют внутренняя трубка заполнена сжатым (сжатым) воздухом. Это означает, что они легче и более упругий, что обеспечивает более комфортную езду. Пневматические шины, как их называют, были запатентованы в 1888 году шотландской изобретатель Джон Бойд Данлоп.

Разные велосипеды имеют разные типы шин. Гоночные велосипеды имеют узкие гладкие шины, рассчитанные на максимальную скорость. (хотя их "тонкий" профиль дает им более высокое сопротивление качению), а у горных велосипедов есть более толстые и прочные шины с более глубоким протектором, большим контактом резины с дорогой и лучшим сцеплением (хотя, будучи шире, они создают большее сопротивление воздуха).

Почему одежда имеет значение

Трение - отличная вещь для тормозов и шин, но это менее приветствуется в другой форме: как сопротивление воздуха, которое замедляет вас. Чем быстрее вы идете, тем больше сопротивление становится проблема. На высоких скоростях гонка на велосипеде похожа на плавание через воду: вы действительно можете почувствовать, как воздух толкает вас и (как мы уже видели) вы тратите около 80 процентов своей энергии на преодоление сопротивления. Теперь велосипед хорош тонкая и обтекаемая, но тело велосипедиста намного толще и шире.На практике тело велосипедиста создает вдвое больше сопротивления, чем их велосипед. Вот почему велосипедисты носят обтягивающую одежду из неопрена и заостренные каски для оптимизации и минимизации потерь энергии.

Фото: Гоночные велосипеды имеют два комплекта руля. Внутренний руль позвольте всадникам уменьшить сопротивление воздуха, прижав локти ближе друг к другу. Фото Бена А. Гонсалеса любезно предоставлено ВМС США.

Вы могли не заметить, но рули велосипеда - это рычаги. тоже: более длинный руль обеспечивает рычаг, облегчающий поворот переднее колесо.Но чем шире вы расставляете руки, тем большее сопротивление воздуха вы создаете. Вот почему у гоночных велосипедов есть два набора рулей, чтобы велосипедист занимает лучшую, наиболее обтекаемую позу. Есть обычные, внешний руль для рулевого управления и внутренний для удержания за Прямо. Использование этих внутренних рулей заставляет руки велосипедиста гораздо более плотное и обтекаемое положение. Большинство велосипедистов теперь носят шлемы как из соображений безопасности, так и из соображений безопасности. аэродинамика.

Велосипеды - это физика в действии

Давайте кратко подведем итог с помощью простой диаграммы, которая показывает все эти различные элементы науки о циклах в действии:

.

Изобретение велосипедов (Полная история)

Велосипеды очень известны тем, что путешествуют в близлежащие места. Они также улучшают здоровье человека, который регулярно пользуется им вместо велосипедов или автомобилей.

Велосипеды в том виде, в котором мы их знаем сегодня, были изобретены не одним человеком в современном виде. Вместо этого на его разработку ушло около 200 лет, и многие изобретатели внесли свой вклад в его разработку. Слово «велосипед» было не первым названием велосипедов. Но за время своего развития они получили множество имен; название велосипед было принято позже.

Беговая машина - первая модель велосипеда

Беговая машина

Первый известный велосипед с поддающимся проверке рекордом был создан немецким изобретателем Барном Карлом фон Драйсом. Это был двухколесный велосипед, приводимый в движение человеком. У него не было лопастей, коленчатого вала и резиновых шин, как у современных велосипедов. Вместо этого у этих ранних велосипедов была деревянная рама и деревянные шины. Их можно было привести в движение, только упираясь ногами в землю. Этот первый велосипед назывался «беговая дорожка» - иногда его также называли «лошадкой-хобби».

Г-н Дрейс получил свой первый патент в 1818 году. Затем, еще один патент в Париже, где его велосипед получил название «Велоципед». Velocipede стал очень популярным во Франции, но не смог удержать свою популярность в течение

года.

Правила дорожного движения для велосипедистов и их транспортных средств

Правила дорожного движения для велосипедистов и их транспортных средств

Правила дорожного движения, применимые к велосипедистам, можно разделить на правила для транспортных средств, правила использования велосипедных шлемов и правила дорожного движения.

Правила транспортных средств

Согласно Венской конвенции, велосипед - это транспортное средство с как минимум двумя колесами, которое приводится в движение исключительно мышечной энергией человека, едущего на этом транспортном средстве, в частности с помощью педалей или ручных кривошипов.Кроме того, Конвенция гласит, что велосипед должен: а) иметь эффективный тормоз, б) быть оборудован звонком, который может быть слышен на достаточном расстоянии, и не иметь другого звукового сигнального устройства, и в) быть оснащен красным светоотражающим устройством. устройство сзади и устройства, обеспечивающие, чтобы велосипед мог светить белым или желтым светом спереди и красным светом сзади [55].

В дополнение к вышеупомянутым «условиям допуска велосипедов к международному движению» некоторые страны, такие как Германия и Нидерланды, имеют дополнительные правила в отношении обязательного оборудования для обеспечения видимости велосипедистов.Примеры:

  • Одно белое светоотражающее устройство, видимое спереди.
  • Оранжевые светоотражатели на педалях, видимые спереди и сзади.
  • Два установленных на колесе световозвращателя с оранжевыми спицами на каждом колесе, расположенных под углом 180 o и видимых сбоку, или сплошные белые круглые светоотражающие полосы на шинах или на спицах передних и задних колес.
  • Один дополнительный красный отражатель с большой поверхностью сзади.
  • Брызговики для предотвращения попадания грязи в свет и отражатели.

В некоторых странах (например, в Нидерландах) были разработаны стандарты на аксессуары, такие как детские велосипедные сиденья. Эти стандарты включают требования и рекомендации относительно крепления сиденья, размеров, подножек и защиты от контакта ступней со спицами [16].

Законодательство о велосипедных шлемах

В некоторых европейских странах использование велосипедных шлемов стало обязательным в последние несколько лет. На Мальте велосипедные шлемы стали обязательными для всех велосипедистов в апреле 2004 года.В Швеции велосипедные шлемы стали обязательными для детей до 15 лет 1 января st 2005. Та же группа велосипедистов должна носить шлемы в Словении и Чешской Республике. В Испании велосипедисты должны носить шлем за пределами городских районов, за исключением подъема в гору [22].

Определение точных стандартов, без которых эффективность шлемов не может быть гарантирована, является предпосылкой для любых правил ношения шлемов. Некоторые страны уже установили такие нормы.Европейская директива № 89/686 / EC по средствам индивидуальной защиты устанавливает стандарты, которые могут быть приняты для велосипедных шлемов. Однако положения о детских шлемах еще предстоит урегулировать [16].

Правила дорожного движения для велосипедистов

В дополнение к правилам, которые обычно применяются ко всем пользователям дорог общего пользования и в соответствии с Венской конвенцией, велосипедисты подчиняются особым правилам, определенным в их национальном законодательстве, чтобы гарантировать, что они могут путешествовать безопасно и легко:

  • Велосипедисты не должны ездить, не держась за руль хотя бы одной рукой, не должны позволять буксировать себя другим транспортным средством, а также не должны перевозить, буксировать или толкать предметы, которые мешают им ездить на велосипеде или представляют опасность для других участников дорожного движения.
  • Они должны держаться правой стороны проезжей части (слева в Соединенном Королевстве и Ирландии) и подавать соответствующий сигнал руки, когда они хотят повернуть.
  • В принципе, велосипедисты не могут ездить более одного в ряд. Однако некоторые страны ввели исключения из этого правила; например, велосипедисты могут ехать двумя рядами, где проезжая часть достаточно широкая, где интенсивное движение велосипедистов, на велосипедных дорожках и т. д.
  • Они обязаны использовать велосипедные полосы и дорожки. Однако они не могут использовать автомагистрали и аналогичные дороги.
  • При ходьбе и передвижении на велосипеде велосипедисты классифицируются как пешеходы и поэтому могут передвигаться по тротуару [16].

Венская конвенция запрещает перевозку пассажиров на велосипедах , но позволяет Договаривающимся сторонам разрешать исключения. В некоторых странах перевозка пассажира разрешена только в том случае, если он не достиг установленного законом возраста (например, 14 лет во Франции) и если сам велосипедист имеет минимальный возраст [16].

Германия недавно добавила новые элементы в свой дорожный кодекс для велосипедистов.С тех пор велосипедистам разрешается ездить против движения по выбранным улицам с односторонним движением, а на так называемых велосипедных улицах велосипедисты могут использовать всю улицу, в то время как автомобили должны оставаться позади велосипедистов. Как и в некоторых скандинавских странах, велосипедные дорожки в Германии могут быть обязательными, только если они соответствуют минимальным стандартам качества, в противном случае велосипедисты могут отказаться от использования велодорожек [60].

Законодательство некоторых стран предусматривает, что велосипедисты могут ездить по дороге только после достижения определенного возраста.В Швейцарии велосипедист должен достичь совершеннолетия, чтобы ходить в школу, прежде чем он сможет кататься по дороге. В Дании детям до 6 лет не разрешается передвигаться на велосипеде, если их не сопровождает человек в возрасте 15 лет и старше. В Германии дети должны быть не моложе 8 лет с теми же условиями, что и в Дании. В Польше дети старше 10 лет должны пройти тест, чтобы их допустили к дороге [16].

.

Смотрите также

Возврат к списку