Гироскопски ефекти немају скоро ништа са својом способношћу вожње бицикла

Гироскопски ефекти немају скоро ништа са својом способношћу вожње бицикла

Данас сам сазнао да жироскопски ефекти немају скоро никакве везе са вашом способношћу вожње бицикла.

Проблем са снагама насталим од гироскопског ефекта на типичном бициклу је то што они једноставно нису врло моћни када разматрају физику укључену у то да већина центра масе бицикла буде на врху (са вама на њему). Ви у основи формирате обрнуто клатно, које је много теже балансирати него обрнуто.

Да бисте илустровали колико је овде потребна сила, да ли особа дође на бицикл који је потпуно миран. Сада покушајте да задржите бицикл и особу усредсређено једноставним држањем око осовине једне од гума. Да бисте упоредили ову силу са количином генерираним од жироскопских ефеката, одвојите бициклистичку гуму са клиновима са стране и обесите се на њих. Сада некоме неко брзо окреће гуму; када се окреће, покушајте да нагнете гуму на један или други начин.

У овом каснијем случају осећате гироскопске ефекте, али би требало да то учините донекле лако, јер ће сила коју ћете осетити овдје вероватно само неколико килограма или 5-10 килограма (иако би се могло више осећати са руке испружене и право испред вас). У претходном случају, са особом која седи на бициклу, осим ако су били изузетно лагани или сте Херцулес, претпостављам да се не може ни приближити одржавању равнотеже, нарочито ако се ваше руке потпуно испразне.

Ако вам то није уверило, да погледамо математику (пример који је урадио Др. Хугх Хунт на Цамбридге Университи):

Када се возите прилично брзо при брзини од 12 миља на сат (око 6 м / с), типични бициклистички точак (пречник 600 мм, обим 2 м) ротира 3 пута у секунди, што је брзина окретања в = 20 радијација у секунди.

Његова периферна маса, око м = 1кг, концентрирана је на ободу, тј. У радијусу од р = 300 мм. Тренутак инерције Ј стога је Ј = господин2 = 0,1 кг м2 (довољно близу).

Претпоставимо да пада и покушавам да користим гироскопски ефекат да помогнем да ме поново усправи. Размислите о неком прилично избезумном кретању управљача напред и назад синусоидно са брзином, рецимо, фручку= 1,6 вибрација у секунди (еквивалентна угаоној фреквенцији кретања в ручку= 2 стр фручку = 10 радијација у секунди) и амплитуда, рецимо, +/- 6 степени (тј Мручку= 6/180 * п = 0,1 радијана).

Покретни покрет је стога ТручкуМручку грех (вручку т) и диференцирајући ово даје брзину ручице у врху К = вручку. М ручку = 10 * 0,1 = 1 рад / с. Ово је присилна стопа прецесије предњег точка која делује као жироскоп. На врхунцу, пар је био потребан за постизање ове прецесионе кретања, због гироскопских ефеката М = Ј в К = 0,1 * 20 * 1 = 2 Н м Бицикл и ја тежимо, рецимо, 100 кг = 1000 Н, тако да ће ми жироскопски ефекат помоћи само ако не нагнем више од 2 мм од савршеног усправног (1000 Н * 0.002 м = 2 Нм).

Дакле, гироскопски ефекат на бициклу, чак и на 12 мпх, практично није ништа у смислу онога што би било потребно да би сте били усправни. Па како не пада на сваке две секунде на бицикл?

Делимично ово се заснива само на вашој способности равнотеже. Међутим, вероватно сте приметили да је тешко остати избалансиран на бициклу када је у миру. Када почнете да крећете стварно полако, приметићете да природно правите велике корекције управљача како бисте били избалансирани. Ово је, заправо, основна ствар која вас држи усправно на бициклу при било којој брзини, на примјер корективном управљачу. Како осећате неуравнотеженост у једном правцу, то ће вам довести до тога да управљате мотоциклом у том правцу како бисте компензовали, резултирајућа центрипетална сила завршава балансирањем вас уназад, под претпоставком да је ваше прилагођавање одговарајућа количина окретања с обзиром на брзину и друге такве факторе . Ако сте се више окренули, онда ћете морати направити још једну исправку да бисте надокнадили неуравнотеженост створену од вашег превише исправљања. Што брже ишчете, то је мања исправка која је потребна да бисте били уравнотежени.

На почетку, ови корективни покрети имају тенденцију да буду релативно велики и често са вама прекомјерно компензујуће, јер ваше тело још увек учи да вози бицикл. То је разлог зашто сте склони да се мало кретате и олупите много када први пут учите. Временом, ове корекције ће бити све мање и мање и прецизније док не заиста приметите да их уопште радите док возите бициклом изнад супер споро брзине (очигледно ћете и даље приметити када се једва крећете на вашем бициклу и као што је горе наведено).

Бонус Фацтс:

  • Многи људи мисле да ако сте узели две гуме и окренули их у супротним правцима, имали бисте исти гироскопски ефекат као да се врту у истом правцу. Заправо, оно што ће се догодити је то да би, ако би се точкови окренули у супротним правцима, два би се поништила, у смислу гироскопског ефекта. Ова чињеница је коришћена како би људима демонстрирала да без икаквих проблема могу да возе бицикл без икаквих проблема, тако што постављају додатни точак подигнути незнатно од тла који контра ротира стварне гуме.
  • Што се даље помери центар масе за бицикл + особа који вози бицикл, мањи покрет предњег точка који ће бити потребан за одржавање равнотеже. Ово је вероватно најупечатљивије при одређеним прилагођеним моторним циклусима где предњи точак добро држи бицикла.
  • Још један мање познати фактор у способности вожње бициклом је нешто што се зове "траг". Једноставно речено, ово је мјера колико размак од тачке предњег точка додирне земљу стазом контактне тачке на управљачкој осовини, гдје се пуни цијели управљачки механизам (виљушка, управљач, предњи точак итд.). Дужи траг ће учинити бициклом много стабилније него краће. Међутим, ако је траг предугачак, бицикл ће се тешко управљати. Бицикли са премало траговом, или чак негативним трагом, осећају се инхерентно нестабилним; иако, због корективног управљања, и даље их можете возити. Због проблема управљања са повећаним стазом, планински бицикли и бицикли за обилазак обично имају много мање трага него улични мотори. У случају планинског бицикла, то омогућава више "агилности" на бициклу како би помогло у надокнађивању грубог терена. У случају турнеја бицикла, ово помаже у компензацији чињенице да ћете се вероватно паковати уз доста пртљага са собом, а тиме и додатну тежину на тлу. Због тога ће турнеји бицикла често бити нестабилни ако немате додатни пртљаг и ниско на земљу.
  • Док снаге жироскопа и силе нису готово довољне да би сте били избалансирани на бициклу, обично су довољни да држите безицни бицикл право равномерно док не успорите до одређене тачке, што варира од бицикла до бицикла на основу величине точка и стазе.
  • Нешто што се зове "гиробике" тренутно је у развоју како би људима помогло да науче вожњу бициклом. Овај бицикл има унутрашњи замајац који обезбеђује значајно повећање гироскопског ефекта. Проналазачи овог бицикла се надају да се може развити тамо где би био довољан гироскопски ефекат да би мотор остао у равнотежи чак и са возачем, иако није био превише гомила бицикла у погледу тежине и слично.
  • Још једно место у коме ћете видети овај помало подсвесни феномен "ауто корекције" појављује се када покушавате да стојите на једном месту на једној стопалици. Када то радите, морате пажљиво балансирати себе да не падате. Чим почнете да се крећете, већина људи има мало потешкоћа у одржавању равнотеже. То је зато што, када ходате, не само да донекле природно генеришете корективне покрете, већ ћете имати и вашу ногу око места где је потребно да будете балансирани.

Оставите Коментар

Популар Постс

Избор Уредника

Категорија