slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Przygotowali: Anna Barylska Jolanta Majda Katarzyna Niemiec Mateusz Tutka PowerPoint Presentation
Download Presentation
Przygotowali: Anna Barylska Jolanta Majda Katarzyna Niemiec Mateusz Tutka

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 27

Przygotowali: Anna Barylska Jolanta Majda Katarzyna Niemiec Mateusz Tutka - PowerPoint PPT Presentation


  • 259 Views
  • Uploaded on

Fizyka roweru. Przygotowali: Anna Barylska Jolanta Majda Katarzyna Niemiec Mateusz Tutka. HISTORIA ROWERU. 1813r.-1817r . – Karl Drais von Sauerbronn - pierwowzór roweru tzw. maszyna biegowa, 1839r. – trójkołowiec i jednoślad z pedałami napędzany na tylne

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Przygotowali: Anna Barylska Jolanta Majda Katarzyna Niemiec Mateusz Tutka' - vinnie


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Fizyka roweru

Przygotowali:

Anna Barylska

Jolanta Majda

Katarzyna Niemiec

Mateusz Tutka

historia roweru

HISTORIAROWERU

1813r.-1817r. – Karl Drais von Sauerbronn - pierwowzór roweru

tzw. maszyna biegowa,

1839r. – trójkołowiec i jednoślad z pedałami napędzany na tylne

koło,

1869r. – koło ze szprychami, powstanie bicykli,

1868r. – przekładnia łańcuchowa,

1884r. – John Kemp-Starley - pierwowzór roweru współczesnego,

1888r. – opatentowanie opony pneumatycznej,

1932r. – wprowadzenie przerzutek,

1962r. – powstanie rowerów składanych,

1978r – 1983r. – USA - powstanie rowerów górskich,

rodzaje rower w
RODZAJE ROWERÓW
  • górskie,
  • BMX,
  • wyścigowe szosowe,
  • torowe,
  • turystyczne,
  • miejskie,
  • dziecięce,
  • treningowe,
  • cyrkowe,
  • transportowe,
slide6

Wykonana zostaje P R A C A

Utrzymanie stałej prędkości ok.15 km/h wymaga pokonania siły równej 8N, tzn.:

4N = tarcie łożysk + tarcie opon

4N = opór powietrza

czyli praca wykonana na odcinku 1km wynosi:

W = 1000m * 8N = 8000J

Ta sama wielkość w przypadku biegu wynosi:

100000J

koszt energetyczny transportu 1g masy na odcinku 1km
Koszt energetyczny transportu 1g masy na odcinku 1km

Koszt transportu 1g masy na odcinku 1km przy jeździe rowerem przyjęto za równe 1

stabilno roweru
STABILNOŚĆ ROWERU
  • Rower, człowiek i siła odśrodkowa.
  • Efekt żyroskopowy.
  • Przechylenie roweru a skręcenie przedniego koła.
i rower cz owiek i si a od rodkowa

I. Rower, człowiek i siła odśrodkowa.

Układ inercjalny (obserwator) – siła dośrodkowa Fd

Układ nieinercjalny (rowerzysta) – siła odśrodkowa Fod

definicja jazdy na rowerze w kategoriach fizyki
DEFINICJA JAZDY NA ROWERZE W KATEGORIACH FIZYKI

Jazda na rowerze polega na taki manewrowaniu kierownicą, aby rower poruszał się po torze o właściwym promieniu krzywizny r, tzn. takim, żeby odpowiadająca mu siła odśrodkowa „wyprostowała” upadający rower.

dlaczego atwiej prowadzi si rower przy du ej pr dko ci
Dlaczego łatwiej prowadzi się rower przy dużej prędkości?

Ponieważ siła odśrodkowa zależy także od p r ę d k o ś c i

i wyraża się wzorem:

F = M v2/r

M – masa ciała,

v – prędkość ciała,

r – promień okręgu po którym ciało się porusza,

Dla v dużego taką sama wartość siły odśrodkowej można uzyskać

przy większej wartości r.

Siła odśrodkowa nie występuje w ruchu prostoliniowym (r = )

oraz w spoczynku (v = 0).

ii efekt yroskopowy
II. EFEKT ŻYROSKOPOWY

Obracające się ciało sztywne utrzymuje niezmienny kierunek osi obrotu, jest to e f e k t ż y r o s k o p o w y, jednym z jego przykładów jest zabawka bąk.

Koło rowerowe stanowi rodzaj bąka.

Wprowadzone w ruch obrotowy utrzymuje stały kierunek osi obrotu. Aby zmienić kierunek, czyli skręcić koło trzeba przyłożyć m o m e n t s i ł y.

slide13

Moment pędu J w odniesieniu do ustalonego punktu początkowegoJ = r x p = r x Mvgdzie:J – moment pędur – promień krzywizny toru (koła)p – pęd ciałaM – masa v – prędkośćMoment siły N względem tego samego ustalonego punktuN = r x F gdzie:N – moment siłyF – siła

=

Szybkość zmian momentu pędu w czasie jest równa momentowi siły.

moment p du jest sta y gdy nie dzia a zewn trzny moment si y

Aby skręcić np.: w lewo rowerzysta musi zastosować moment siły czyli przechyla się w lewo

Moment pędu jest stały, gdy nie działa zewnętrzny moment siły

Moment siły jest skierowany prostopadle do pleców rowerzysty

iii przechylenie roweru a skr cenie przedniego ko a

III. Przechylenie roweru a skręcenie przedniego koła.

Zgodnie z naturalnym dążeniem każdego układu do zminimalizowania swojej energii potencjalnej, przechylenie roweru (i to niekoniecznie w czasie jazdy) powoduje natychmiastowe skręcenie przedniego koła

pomys y naukowca davida jones a na rower kt rym nie da si je dzi
Pomysły naukowca Davida Jones’a na rower, którym nie da się jeździć 
  • Przymocowanie drugiego koła do przedniego widelca – efekty żyroskopowe się znosiły ale rower nie stracił stabilności,
  • Zupełnie inny wynik przyniosła próba z samym tylko rowerem – swobodnie pchnięty rower, pozbawiony efektu żyroskopowego, natychmiast się przewracał.

WNIOSEK

Efekt ten jest istotny dla lekkiego, nieobciążonego roweru, podczas gdy dla roweru obciążonego rowerzystą można go w pierwszym przybliżeniu zaniedbać.

pomys y naukowca davida jones a na rower kt rym nie da si je dzi1
Pomysły naukowca Davida Jones’a na rower, którym nie da się jeździć 

a) Rowery w których punkt przecięcia osi kierownicy z podłożem znajduje się przed punktem jego styczności z kołem (powszechnie stosowane).

b) Rowery z odwróconym widelcem.

c) Rowery z wysuniętym do przodu kołem.

si y oporu jakie musi pokona kolarz o masie m z pr dko ci v na rowerze o masie m

Siły oporu jakie musi pokonać kolarz o masie M z prędkością v na rowerze o masie m

F = 0,05 (M + m) + 0,015v2

Każde podwojenie prędkości czterokrotnie zwiększ siłę oporu

Zjeżdżamy w dół i wykorzystujemy istnienie siły grawitacji, która za nas pokonuje opory ruchu.

(M + m) g sinS = 0,05 (M + m) + 0,015v2

Kąt S określa nachylenie szosy w stosunku do poziomu.

Z tego wzoru możemy wyliczyć maksymalną prędkość jaką rowerzysta może osiągnąć zjeżdżając swobodnie ze wzniesienia o kącie S.

k t nachylenia a maksymalna pr dko dla kolarza wa cego wraz z rowerem 90kg
Kąt nachylenia a maksymalna prędkość.(dla kolarza ważącego wraz z rowerem 90kg)

Godny uwagi jest fakt, że już dla tak małego spadku jak 5 stopni, możliwa do uzyskania prędkość wynosi aż 70km/h.

jazda pozioma ze sta pr dko ci v
Jazda pozioma ze stałą prędkością v

Ponieważ moc P jest równa Fv i korzystając z poprzednich wyników mamy:

P = 4,5v + 0,015v3 [w watach]

P = 0,0061v + 0,00002v3 [w koniach mechanicznych]

Moc potrzebna do utrzymania stałej prędkości jest stosunkowo mała. Utrzymanie prędkości 15 km/h wymaga zaledwie 0,04KM.

Przy pedałowaniu przez minutę maksymalną moc kolarskiego mistrza ocenia się na około 0,8KM.

jazda pod g r

Jazda pod górę

Jazda z prędkością v wymaga teraz pokonania siły

F = (M + m) g sinS + 0,05 (M + m) + 0,015v2

Moc jaka musi być dostarczona dla utrzymania prędkości v wynosi natomiast

P = (900 sinS + 4,5) v +0,015v3

Wykres mocy jako funkcji prędkości dla różnych kątów wzniesienia S

przek adnia

Przekładnia

Tryb przedni n1 zębów, tryb tylni n2zębów

Wielkość przełożenia K określona jest stosunkiem n1/n2

Twierdzenie

Im większe przełożenie tym większa prędkość kolarza.

Ponadto dimK< 

slide23

Prędkość kątowa przedniej zębatki :

Prędkość kątowa drugiej zębatki:

im większe przełożenie tym większa prędkość

Pokonywanie oporu T stawianemu układowi rower + kolarz.

Jeśli rower porusza się ze stałą prędkością, to wypadkowy moment sił działających na koło jest równy zero, zatem

gdzie:

T- opór na obręczy koła rk

T2 – opór na zębatce o promieniu r2

Zatem:

Pokonujemy go przez obrót trybem przednim wywierając nacisk na pedał, którego ramię rp jest dłuższe niż promień trybu r1. Siła, którą musimy działać, wynosi więc:

slide24

Zmniejszanie oporów ruchu

Wygięcie kierownicy

Pozycja kolarza

Kask i buty aerodynamiczne

Waga roweru

Specjalne opony

Pełne koła

Spłaszczone koło łańcuchowe

slide25

Zredukowanie „martwych punktów” i około 10-procentowe zwiększenie wydajności jazdy określonej stosunkiem mocy uzyskanej do włożonejZmniejszenie przełożenia w stosunku r / R