Sẽ tăng cân làm tôi xuống dốc nhanh hơn?

Tôi đã có câu hỏi này trong một thời gian. Tôi muốn biết làm thế nào tôi có thể xuống một ngọn đồi nhanh nhất có thể. Vì vậy, tôi đã tự hỏi nếu tăng trọng lượng của một chiếc xe đạp làm tăng tốc độ khi xuống dốc, hay nó sẽ làm tôi chậm lại vì lực cản lăn, lực cản hoặc các yếu tố khác?

Tôi đang nói chuyện trải dài ở đây, và những ngọn đồi dài 10-30%. Tôi cũng đã kiểm tra mặt đường, và không có khúc cua nào, và tôi có thể dễ dàng xem liệu giao thông có đi cùng không. Nó rất hiếm khi được sử dụng cho giao thông nào.

Cảm ơn

EDIT: Tôi cũng muốn tính đến những thứ như lực cản trong câu hỏi này.

Điều chính bạn phải xem xét ở tốc độ là lực cản: Lực F tác dụng lên bạn + xe đạp (khối lượng m ) là:

F = ma = mg sin Q - F_d - F_rr

Trong đó a là gia tốc của bạn, g là gia tốc do trọng lực và Q là góc đồi so với phương ngang. F_d là lực kéo không theo tỷ lệ với khối lượng. Hãy thử thả một quả bóng bay và một quả bóng đá (bóng đá) có cùng kích thước và bạn sẽ thấy điều này trong thực tế. F_rr là điện trở lăn.

Kéo chi phối lực cản lăn ở bất kỳ tốc độ tốt nào cho một chiếc xe đạp được thiết lập tốt: Chi tiết hơn bạn có thể muốn hoặc một biểu đồ đẹp để bạn có thể bỏ qua lực cản lăn.

Trọng lượng sẽ có ảnh hưởng nhỏ đến lực cản lăn và (giả sử nó không ảnh hưởng đến mặt cắt ngang) không có lực cản nên nó sẽ giúp bạn tăng tốc nhanh hơn nhưng không nhiều.

Bạn có thể muốn thử nghiệm: bắt đầu với một số tốc độ đo không có tải thêm, sau đó kiểm tra khối lượng tăng thêm và tải giả có cùng thể tích / hình dạng / giá đỡ được làm bằng polystyrene hoặc bìa cứng.

Hiệu quả lớn nhất bạn sẽ có là kéo - vì vậy điều đầu tiên cần thử là mặc quần áo đẹp hơn, không mặc quần áo mỏng manh, v.v.

Đối với tốc độ thực sự cao, fairing là cách để đi - so sánh kỷ lục giờ cho một ngả hoàn toàn công bằng (~ 92km) với một chiếc xe đạp đua UCI (~ 52km). Không có số liệu thống kê nào tôi có thể tìm thấy cụ thể cho một người đứng thẳng với một fairing.

Đây có thể là một nửa vật lý được nhớ đến khi chơi ở đây, nhưng tôi đã đua những người bạn (nặng hơn nhiều) xuống đồi nơi họ đã đi xe đạp - tất cả đều là tài khoản - chậm hơn chính tôi, nhưng họ đã thắng. Động lượng có thể đi vào chơi trên địa hình khó khăn hơn? Điều đó có nghĩa là, nếu một người lái có trọng lượng nặng hơn sẽ va vào nhau, hoặc lỗ, v.v., họ sẽ giảm tốc độ ít hơn do động lượng tăng so với người lái có trọng lượng nhẹ hơn.

Trong một khoảng chân không hoàn hảo, dĩ nhiên, gia tốc vẫn ở mức 9,81 m / s / s và, do đó, khối lượng sẽ không có tác động đến vận tốc.

Tái bút: Tôi đã cố gắng đăng bài này trong một bình luận, nhưng tôi chưa có đủ danh tiếng.

Nếu có ma sát thì nó sẽ giống hệt nhau (hãy nhớ búa và lông trên mặt trăng). Tuy nhiên - lực kéo ròng của bạn không thực sự tỷ lệ thuận với khối lượng của bạn. Sức cản không khí không tỷ lệ thuận với khối lượng của bạn (mặc dù lực kéo là). Do đó, bạn sẽ có ít lực cản hơn mỗi kg với trọng lượng lớn hơn sẽ khiến bạn đi nhanh hơn, vâng.

Các câu trả lời được chấp nhận kéo không quy mô với khối lượng. Cái nào đúng. Nhưng kéo không quy mô với khu vực phía trước. Thật công bằng khi giả định hai khung được làm từ cùng một vật liệu do đó khung lớn hơn có diện tích phía trước lớn hơn.

Thay vì so sánh bóng bay và bóng đá có cùng kích thước, một so sánh thích hợp hơn là hai hòn đá có cùng mật độ nhưng kích cỡ khác nhau.

Vận tốc đầu cuối là khi lực hấp dẫn bằng lực cản
Xem liên kết này để tính vận tốc đầu cuối Vận tốc
đầu cuối

Trong phương trình một khi bạn lấy ra hằng số
vterminal tỷ lệ với căn bậc hai (khối lượng / diện tích)
vterminal tỷ lệ với căn bậc hai (r cubed / r squared)
vterminal tỷ lệ với căn bậc hai (r)

Vì vậy, ở mật độ không đổi nếu bạn tăng gấp đôi r thì vận tốc đầu cuối tăng thêm 1.414
Double r gấp tám lần khối lượng chỉ với 1.414 vận tốc đầu cuối.

Kéo tỷ lệ với v bình phương là lực cản thực sự (ý định chơi chữ)

Bây giờ hãy giả vờ rằng bạn có thể tăng gấp đôi khối lượng của mình và giữ cho cùng một diện tích
vterminal tỷ lệ với căn bậc hai (khối lượng / diện tích)
vterminal tỷ lệ với căn bậc hai (khối lượng / hằng số)
tỷ lệ với căn bậc hai (khối lượng)
Nếu mọi thứ đều không đổi (bao gồm cả diện tích và lực cản lăn của bạn)
Nếu bạn tăng khối lượng lên 2, bạn sẽ tăng vận tốc đầu cuối thêm 1.414
Nếu bạn tăng khối lượng lên 4 thì bạn tăng vận tốc đầu cuối lên 2
Điện trở lăn không đổi nên sẽ nhỏ hơn 1.414 và 2

Giả sử người lái 180 lb và thêm 20 lbs chì vào khung - tức là chỉ 5% xuống đồi
Trên một lớp 10 chỉ 0,846% - 40 dặm / giờ so với 40,43 dặm / giờ (không tính đến lực cản lăn).

Ngay cả xe đạp leo núi được thiết kế để được ánh sáng.
Về cơ bản lên đồi bạn trả cho tất cả trọng lượng và xuống đồi bạn chỉ nhận được tín dụng cho căn bậc hai của trọng lượng.
Kéo tỷ lệ với v bình phương là lực kéo thực sự

Câu trả lời ngắn gọn là có . Xem bài viết của Chris cho câu trả lời dài.

Lý do chính cho "câu trả lời" này là để khuyến khích sự thận trọng cao độ .

Khi còn là một thiếu niên (trong thiên niên kỷ trước), tôi lớn lên ở vùng đồi núi. Có hai con cháu chúng tôi thường làm - một dặm chạy từ trang trại của bạn tôi đến nhà, và một ngọn đồi dốc một dặm. Thời gian tốt nhất để về nhà là 2:11, với rất nhiều bàn đạp (tôi không đề cập đến việc vượt xe). Trên đồi dốc chúng tôi sẽ bẻ khóa 1 phút không đạp. Vấn đề là chúng tôi còn trẻ và ngu ngốc .

Gần đây, anh trai tôi đã gặp một số trẻ em ở độ tuổi tương tự, những người rất muốn đi xuống một ngọn đồi nghiêm trọng mà chúng ta biết, càng nhanh càng tốt. Mặc dù ông khuyên chống lại nó, dù sao họ cũng đã làm điều đó. Một người bị rơi và đập vỡ hộp sọ của mình . Từ kinh nghiệm của chúng tôi trên ngọn đồi đó, anh ấy đã có thể làm được khoảng 60kph. Chỉ có.

Bạn đề cập đến 30% . Đó là dốc:

Phần dốc là nơi con đường rơi khỏi tầm mắt.

Điểm cảnh báo cuối cùng là ổn định xe đạp và phanh. Phanh xe đạp không được thiết kế cho những tốc độ đó . Và hình dạng khung của bạn là một yếu tố không xác định - nó có "bị lung lay" không? Cách duy nhất để bạn biết là làm điều đó. Vấn đề là, nếu nó rất có thể bạn sẽ sụp đổ. Khó .

Theo một nghĩa thực tế, tăng cân sẽ khiến bạn xuống dốc nhanh hơn, vì lý do tương tự giảm cân sẽ khiến bạn lên dốc nhanh hơn

Xem máy tính tương tác này . Nếu bạn đặt độ dốc thành "-10", hãy đặt "Power P (watts)" thành 0,001 (tức là gần như bằng 0):

• Với trọng lượng người lái được đặt ở mức 50kg, bạn sẽ đi được khoảng 59,54km / h
• Với trọng lượng người lái được đặt ở mức 75kg, bạn sẽ đi được khoảng 71,22km / h
• Với trọng lượng người lái được đặt ở mức 100kg, bạn sẽ đi được khoảng 81,2 km / h

Tuy nhiên, đó là một sự gia tăng khá lớn về trọng lượng. Tăng trọng lượng cơ thể của bạn sẽ là "không lành mạnh", và tăng trọng lượng xe đạp rất có thể ảnh hưởng tiêu cực đến việc xử lý ..

Tăng trọng lượng nhỏ hơn (một vài kg, v.v.) sẽ làm tăng tốc độ xuống dốc của bạn một chút .. nhưng có lẽ sẽ hiệu quả hơn nhiều khi làm việc để giảm lực cản khí động học.

Một ví dụ cực đoan sẽ là một chiếc xe đạp nằm ngửa (diện tích phía trước nhỏ hơn nhiều so với một chiếc xe đạp đường thông thường và có thể có lớp vỏ bên ngoài để giảm lực cản), tuy nhiên, có rất nhiều cách khác để làm điều này, như áp dụng các vị trí không an toàn trên xe đạp hoặc đội mũ bảo hiểm có hình thù ngộ nghĩnh và quần áo khí động học hơn (áo ba lỗ / áo ba lỗ)

Vâng trong một số ý nghĩa. Nó giống như một số người trượt tuyết cố gắng tăng thêm trọng lượng để có thêm vận tốc. Nhưng thật khó để có một sự kiểm soát tốt so với khi bạn nhẹ hơn trước đó :)

Như thường lệ, tôi nghĩ cách tốt nhất để xem xét điều này là thông qua năng lượng;

khi di chuyển từ phần còn lại trên đỉnh đồi (độ cao h), việc bảo tồn năng lượng được áp dụng giữa năng lượng tiềm năng ở đỉnh và động năng ở phía dưới:

Mgh = MV ^ 2 + thua lỗ (do aero và lực cản lăn)

vì thế

V = sqrt (gh - thua lỗ / M)

vì tổn thất không tỷ lệ thuận với khối lượng, sau đó giảm nhẹ khối lượng làm giảm ảnh hưởng của chúng đối với tốc độ đối với người lái nặng hơn, bất kể vận tốc đầu cuối có đạt được hay không