Вопрос по динамике вращения

Сообщение №31343 от Falcon1 10 февраля 2004 г. 14:41
Тема: Вопрос по динамике вращения

У меня простой вопрос к Специалистам:

Если наклонять раскрученный гироскоп, то он, как известно, будет "сопротивляться" этому наклону. Так вот, если его наклонять, прилагая для этого силу и не давать ему прецессировать (обеспечив возможность наклона только в одной плоскости), то куда денется энергия, затраченная на наклон? Он что, станет быстрее вертеться?

Жду Ваших ответов, Falcon


Отклики на это сообщение:

> У меня простой вопрос к Специалистам:

> Если наклонять раскрученный гироскоп, то он, как известно, будет "сопротивляться" этому наклону. Так вот, если его наклонять, прилагая для этого силу и не давать ему прецессировать (обеспечив возможность наклона только в одной плоскости), то куда денется энергия, затраченная на наклон? Он что, станет быстрее вертеться?

Если не дать гироскопу прецессировать, то он будет наклоняться без проблем. Поскольку наклон - это тоже вращение, только вокруг другой оси, то можно сказать, что произведенная работа перейдет в кинетическую энергию вращения.


> > У меня простой вопрос к Специалистам:

> > Если наклонять раскрученный гироскоп, то он, как известно, будет "сопротивляться" этому наклону. Так вот, если его наклонять, прилагая для этого силу и не давать ему прецессировать (обеспечив возможность наклона только в одной плоскости), то куда денется энергия, затраченная на наклон? Он что, станет быстрее вертеться?

> Если не дать гироскопу прецессировать, то он будет наклоняться без проблем. Поскольку наклон - это тоже вращение, только вокруг другой оси, то можно сказать, что произведенная работа перейдет в кинетическую энергию вращения.

А Вы сами попробуйте понаклонять раскрученное велосипедное колесо, держась за края оси - уверяю Вас, "проблемы будут"...
В продаже имеется специальный спортивный тренажер - GyroTwister. Держа его в руке, простым покачиванием добиваются увеличения скорости вращения находящегося в нем гироскопа до фантастических величин! При этом нагрузка на руку достигает десятков килограмм, при весе прибора меньше килограмма!
Не верите - зайдите на сайт
http://www.gyrotwister.de
С уважением, Falcon.


> А Вы сами попробуйте понаклонять раскрученное велосипедное колесо, держась за края оси - уверяю Вас, "проблемы будут"...

Кто ж сомневается? Но если Вы поставите ось на рельс, по которой она сможет ездить (а поперек - нет), то эффект будет совсем другим.

> В продаже имеется специальный спортивный тренажер - GyroTwister. Держа его в руке, простым покачиванием добиваются увеличения скорости вращения находящегося в нем гироскопа до фантастических величин! При этом нагрузка на руку достигает десятков килограмм, при весе прибора меньше килограмма!

Я разве против?

> Не верите - зайдите на сайт
> http://www.gyrotwister.de

Учил я, учил немецкий, да так его и не знаю толком.



> В продаже имеется специальный спортивный тренажер - GyroTwister. Держа его в руке, простым покачиванием добиваются увеличения скорости вращения находящегося в нем гироскопа до фантастических величин! При этом нагрузка на руку достигает десятков килограмм,
8 кг мах
> при весе прибора меньше килограмма!
250 грамм

> Не верите - зайдите на сайт
> http://www.gyrotwister.de
С уважением, Д.


>
> > В продаже имеется специальный спортивный тренажер - GyroTwister. Держа его в руке, простым покачиванием добиваются увеличения скорости вращения находящегося в нем гироскопа до фантастических величин! При этом нагрузка на руку достигает десятков килограмм,
> 8 кг мах
> > при весе прибора меньше килограмма!
> 250 грамм

> > Не верите - зайдите на сайт
> > http://www.gyrotwister.de
> С уважением, Д.

Я Д. верю, что у него есть эта игрушка, но я считал, что трансформитовать момент импульса не изменяя момента инерции сложной системы нельзя. Повидимому тут момент инерции постоянно изменяется. Когда он максимальный внешний момент совершает работу, так как прецессия не совпадает с бороздой, а когда он минимальный то прецессия идёт по борозде. При этом известно, что внешний момент работу не производит. Вообщето если внешний момент будет менять своё направление так, чтобы постоянно совершать работу, то маховик должен всё время раскручиваться. Интересная игрушка, купил бы не задумываясь.
Но я думаю Д. ошибается утверждая, что велосипедист не сможет держать равновесие на бегущей дорожке! На палубе авианосца на велосипедах катаются. А какая разница? Её НЕТ!



> Но я думаю Д. ошибается утверждая, что велосипедист не сможет держать равновесие на бегущей дорожке! На палубе авианосца на велосипедах катаются. А какая разница? Её НЕТ!

Я этого не утверждал(раньше, из условия моего эксперимента, да, но после того как кто то предложил мне мысленно прокатиться на велосипеде на поезде, нет).

Повторяю условия эксперимента:

01-03-03
Горе-теоретикам!
Тем кто утверждает, что для сохранения равновесия на велосипеде важен гироскопический эффект вращающихся колёс а не прямолинейное движение(простой вариант без поворотов и центробежных сил) велосипедиста, т.е. его импульса равного массе велосипедиста+ велосипеда помноженного на их скорость, такой эксперимент:

Дамский 2-х колёсный велосипед, размер колёс 690мм диаметром, площадь прикосновение каждого колеса 35мм х 110 мм ставится осью заднего колеса на „U“ – образную подставку жёстко связанной с рамой, и не мещающей свободному вращению колеса. Подножка подставки прямоугольник расположенный вдоль колеса размером 35х110 мм со снятой фаской по краям. Мой ассистент и я сам садимся на велосипед, вращаем педали и пытаемся держать равновесие – если бы не пооддержка друг друга то оба были бы в гипсе. Мой вес 80кг, ассистента половина моего веса, велосипед весит 18 кг, расстояние между осями колёс 1100 мм.

Разговор с заядлым мотоциклистом подтверждает частично теорию влияния гироскопического эффекта для сохранения равновесия если колёса имеют большой диаметр, тяжёлый обод и мотоцикл имеет большую скорость при входе в крутой поворот, но для малых скоростей и лёгких колёс влиянием гироскопического эффекта можно пренебречь.
Так что на беговой дорожке и на карусели которые двигаются НЕВОЗМОЖНО держать равновесие на покоящемся велосипеде, т.к. импульс велосипедиста в этом случае равен нулю, несмотря на вращающиеся колёса.

или мысленный эксперимент в котором ничто кроме колес не вертится и не движется
Трёхколёсный велосипед.
Пусть наш велосипедист имеет трёхколёсный велосипед, причём на задней оси расположены два колеса, первое бОльшее НЕ соединено с цепью и второе на один дюйм меньшее приводится через цепь во вращение.
Переднее колесо и заднее бОльшее стоят на земле и не вертятся, третье малое не касается земли и приведено через педали велосипедистом во вращение.
Сможет ли велосипедист легко держать своё равновесие оставаясь на месте?

С уважением Д.


> Так что на беговой дорожке и на карусели которые двигаются НЕВОЗМОЖНО держать равновесие на покоящемся велосипеде, т.к. импульс велосипедиста в этом случае равен нулю, несмотря на вращающиеся колёса.

Причем здесь импульс то? Велосипед устойчив потому что ось врашения руля наклонена назад. Поетому при движении дорога прилагает момент силы на руль возврашаюший его в прямое положение. То же и у мотоциклов, то же и в передней подвеске машин.


> > Так что на беговой дорожке и на карусели которые двигаются НЕВОЗМОЖНО держать равновесие на покоящемся велосипеде, т.к. импульс велосипедиста в этом случае равен нулю, несмотря на вращающиеся колёса.

> Причем здесь импульс то? Велосипед устойчив потому что ось врашения руля наклонена назад. Поетому при движении дорога прилагает момент силы на руль возврашаюший его в прямое положение. То же и у мотоциклов, то же и в передней подвеске машин.

Для alexandr.
Ось вращения руля если будет отклонена вперед, то ездить менее удобно, руль сам не возвращается к прямому направлению движения, и только.

Для Докажи.
Разница между поездом и беговой дорожкой для поездки на велосипеде тоже не видна (при условии равенства их скоростей относительно Земли и скорости велосипедиста на них в обратном направлении).

Василий.


> > Не верите - зайдите на сайт
> > http://www.gyrotwister.de

> Учил я, учил немецкий, да так его и не знаю толком.

Там есть и английская версия. Если не найдете, www.gyrotwister.us

Дорогая, однако, игрушка ($35). Может кто знает где подешевле?



> Для Докажи.
> Разница между поездом и беговой дорожкой для поездки на велосипеде тоже не видна (при условии равенства их скоростей относительно Земли и скорости велосипедиста на них в обратном направлении).

> Василий.

Да нет разницы, НЕТ!Но поставив неподвижный велосипед на неподвижную дорогу и раскрутив заднее колесо(так как и описывал раньше на U -образной подставке) Вы удержать равновесие не сможете.
Всё остальное спрашивайте у Рыбака, он меня неправильно понял и несколько раз переспрашивал. Повторяю - для поддержание равновесия важна относительная скорость оси колёс к дороге, гироскопическим эффектом для поддержангия равновесия можно пренебречь!
С уважением Д.


> Там есть и английская версия. Если не найдете, www.gyrotwister.us

> Дорогая, однако, игрушка ($35). Может кто знает где подешевле?
В Германии по почте 19 €, прилавок- 10 €.
Ваш Д.


> > Причем здесь импульс то? Велосипед устойчив потому что ось врашения руля наклонена назад. Поетому при движении дорога прилагает момент силы на руль возврашаюший его в прямое положение. То же и у мотоциклов, то же и в передней подвеске машин.

> Для alexandr.
> Ось вращения руля если будет отклонена вперед, то ездить менее удобно, руль сам не возвращается к прямому направлению движения, и только.

Вот это и обеспечивает стабильность езды на велосипеде на средних скоростях, так как руль возврашается к прямому положению силой трения дороги. А на малых скоростях стабильность обеспечивается изогнутой вперед вилкой переднего колеса - выносом центра масс системы колесо+руль вперед и вверх (так как ось врашения руля наклонена назад то изгибом вилки центр масс выносится не только вперед но и немного вверх). Тогда при наклоне велосипеда вбок руль тоже слегка поворачивается (падает) в ту же сторону за счет чего велоципед в целом вместо падения поворачивает в ту же сторону.

На больших скоростях гироскопическая прецессия переднего колеса в случае наклона велосипеда дает тот же эффект - разворот руля в сторону падения, улучшая стабильность велосипеда против падения (заднее колесо будучи жестко закрепленным на раме не вносит вклада в стабильность к падению).


> А на малых скоростях стабильность обеспечивается изогнутой вперед вилкой переднего колеса - выносом центра масс системы колесо+руль вперед и вверх (так как ось врашения руля наклонена назад то изгибом вилки центр масс выносится не только вперед но и немного вверх). Тогда при наклоне велосипеда вбок руль тоже слегка поворачивается (падает) в ту же сторону за счет чего велоципед в целом вместо падения поворачивает в ту же сторону.

На самом деле на малых скоростях (и в покое) устойчивость обеспечивается за счет наклона оси вращения вращения вилки и руля, а также за счет того, что данная ось проходит немного сзади и ниже точки опоры переднего колеса:


> > А на малых скоростях стабильность обеспечивается изогнутой вперед вилкой переднего колеса - выносом центра масс системы колесо+руль вперед и вверх (так как ось врашения руля наклонена назад то изгибом вилки центр масс выносится не только вперед но и немного вверх). Тогда при наклоне велосипеда вбок руль тоже слегка поворачивается (падает) в ту же сторону за счет чего велоципед в целом вместо падения поворачивает в ту же сторону.

> На самом деле на малых скоростях (и в покое) устойчивость обеспечивается за счет наклона оси вращения вращения вилки и руля, а также за счет того, что данная ось проходит немного сзади и ниже точки опоры переднего колеса:
>

Господа, у кого есть велосипед!
Чтобы не спорить по мелочам, попробуйте проехать на велосипеде, держась левой рукой за правую ручку руля, а правой рукой - за левую...
Эффект появится уже через пару метров! Никто из моих знакомых не смог проехать больше 25 метров.
Дело в том, что при наклоне человек пытается подсознательно "отработать" его поворотом руля, а тут "обратная связь меняет знак".
Так может фигня все формы вилки, да гироскопические эффекты?
Думаю, что основной фактор - поведение человека, а остальное лишь слегка облегчает или усложняет его задачу.

Каждый может стоя на ногах удерживать равновесие в трамвае. Манекен давно бы свалился. Стоит ли объяснять это умение особенностями формы ботинок?

Falcon


> > На самом деле на малых скоростях (и в покое) устойчивость обеспечивается за счет наклона оси вращения вращения вилки и руля, а также за счет того, что данная ось проходит немного сзади и ниже точки опоры переднего колеса:
> >

> Господа, у кого есть велосипед!
> Чтобы не спорить по мелочам, попробуйте проехать на велосипеде, держась левой рукой за правую ручку руля, а правой рукой - за левую...
> Эффект появится уже через пару метров! Никто из моих знакомых не смог проехать больше 25 метров.
Я ездил. Просто надо работать при этом не бицепсами-трицепсами, а исключительно кистями рук.

> Дело в том, что при наклоне человек пытается подсознательно "отработать" его поворотом руля, а тут "обратная связь меняет знак".
Если работать кистями, то обратная связь знака не меняет... :)

> Так может фигня все формы вилки, да гироскопические эффекты?
Не фигня. Я еще часто очень езжу вообще не держась за руль. При этом могу свободно поворачивать простым наклоном вправо или влево.

> Думаю, что основной фактор - поведение человека, а остальное лишь слегка облегчает или усложняет его задачу.
Ктож спорит. Если человек не будет крутить педали, велосипед точно упадет... :)

> Каждый может стоя на ногах удерживать равновесие в трамвае. Манекен давно бы свалился. Стоит ли объяснять это умение особенностями формы ботинок?
От формы ботинок тоже зависит. Если ботинки с гвоздями, а те вбиты в пол, то и манекен не свалится... :))



> Господа, у кого есть велосипед!
> Чтобы не спорить по мелочам, попробуйте проехать на велосипеде, держась левой рукой за правую ручку руля, а правой рукой - за левую...
> Эффект появится уже через пару метров! Никто из моих знакомых не смог проехать больше 25 метров.
Сам я так не пробовал, но Б.М.Понтекорво свободно ездил на велосипеде "задом наперед" (стоя на педалях спиной к рулю).
> Дело в том, что при наклоне человек пытается подсознательно "отработать" его поворотом руля, а тут "обратная связь меняет знак".
> Так может фигня все формы вилки, да гироскопические эффекты?
> Думаю, что основной фактор - поведение человека, а остальное лишь слегка облегчает или усложняет его задачу.
В том, что Вы пишете большая доля правды. Думаю, что роль гироскопических эффектов очень мала. Поворот на любой угол при езде "без рук" - никаких проблем, все делается небольшим наклоном корпуса. И руль послушно поворачивает в нужную сторону (здесь и работает подобранная конструкция вилки).
Удержание равновесия происходит в основном за счет того, что, поворачивая руль, Вы устанавливаете точки опор колес так, что проекция центра масс приходится как раз на линию, проходящую через точки опоры. Чем быстрее едешь, тем меньший поворот руля для этого требуется.
Если же очень сильно нагрузить задний багажник, то проекция центра масс оказывается очень близко к заднему колесу. И если она ушла в сторону от линии опоры, то чтобы подтащить линию опоры к этой точке нужны довольно крутые повороты руля. Велосипед начинает сильно "вихлять".


> Если же очень сильно нагрузить задний багажник, то проекция центра масс оказывается очень близко к заднему колесу. И если она ушла в сторону от линии опоры, то чтобы подтащить линию опоры к этой точке нужны довольно крутые повороты руля. Велосипед начинает сильно "вихлять".

Еще хуже, когда есть передний багажник, и он загружен, даже не очень сильно. При этом руль сам по себе стремится развернуться из прямого положения вбок. То есть прямое положение руля становится неустойчивым, велосипед опять-же начинает сильно "вихлять", и управлять велосипедом бывает очень сложно. Руки с руля точно не снимешь.



> > Там есть и английская версия. Если не найдете, www.gyrotwister.us

> > Дорогая, однако, игрушка ($35). Может кто знает где подешевле?
> В Германии по почте 19 €, прилавок- 10 €.
> Ваш Д.

У нас (в US) в широкой продаже че то я ее еше не видал (может в спортмагах лежит?), а по почте как то дороговато - $35 (правда, с тахометром - обороты в минуту показывает).

У вас ее давно выбросили на прилавки?



> Еще хуже, когда есть передний багажник, и он загружен, даже не очень сильно. При этом руль сам по себе стремится развернуться из прямого положения вбок. То есть прямое положение руля становится неустойчивым, велосипед опять-же начинает сильно "вихлять", и управлять велосипедом бывает очень сложно. Руки с руля точно не снимешь.

Есть у меня, конечно, и передний багажник. Он поворачивается вместе с передним колесом и при загрузке создает приличный момент инерции. Так что руль надо действительно держать крепко и поворачивать с усилием. Надо бы делать передний багажник, не поворачивающийся вместе с передним колесом (или лучше машину купить? :-) )


> > Если же очень сильно нагрузить задний багажник, то проекция центра масс оказывается очень близко к заднему колесу. И если она ушла в сторону от линии опоры, то чтобы подтащить линию опоры к этой точке нужны довольно крутые повороты руля. Велосипед начинает сильно "вихлять".

Я загружал багажник своего дамского велосипеда 4-5 кг и в течении многих месяцев ездил на нём ежедневно , при езде вихляние велосипеда не только было заметно, но я замечал эффекты похожие на резонанс. В конечном итоге в районе седла произошёл разрыв рамы ведущей от заднего колеса к седлу.

Интересен факт, что на этом велосипеде 2! раза произошло разрушение втулки заднего колеса( колесо с 7 шестерёнками, ломалось ложе подшипника).
К багажнику было прикрученна намертво корзина, колёса велосипеда были всегда туго накаченны, я к тому времени весил больше 70 кг, пустой велосипед тянул на 20 кг.
Ваш Д.


>
> У нас (в US) в широкой продаже че то я ее еше не видал (может в спортмагах лежит?), а по почте как то дороговато - $35 (правда, с тахометром - обороты в минуту показывает).

> У вас ее давно выбросили на прилавки?

В журналах реклама появилась в конце января прошлого года, www.spektrum.de
(за 19 без учёта пересылки)на ярмарке в конце ноября 2003 я вместо 11€ заплатил 10, так как купил уже один из последних и устаревшей модели. Качество некудышное - пластик изнашивается быстро и к тому же я согнул ось.
Если есть возможность спрашивайте про гарантию или ищите снаряд из винила, у него сопротивление трения низкое.
С уважением Д.



> Есть у меня, конечно, и передний багажник. Он поворачивается вместе с передним колесом и при загрузке создает приличный момент инерции. Так что руль надо действительно держать крепко и поворачивать с усилием. Надо бы делать передний багажник, не поворачивающийся вместе с передним колесом (или лучше машину купить? :-) )

Ну зачем сразу машину, берите мотоцикл "Урал" или "Днепр" с демпфером на руле.
С уважением Д.


> Надо бы делать передний багажник, не поворачивающийся вместе с передним колесом (или лучше машину купить?

Я все лето езжу на велосипеде, благо расстояния небольшие, и по оживленным автотрассам ездить не приходится, все больше через лес. Так что я велик на машину не променяю... :) Зимой вот - жаль, не поездишь.

А насчет такой конструкции переднего багажника и у меня мысли были... :)


> Интересен факт, что на этом велосипеде 2! раза произошло разрушение втулки заднего колеса( колесо с 7 шестерёнками, ломалось ложе подшипника).
> К багажнику было прикрученна намертво корзина, колёса велосипеда были всегда туго накаченны, я к тому времени весил больше 70 кг, пустой велосипед тянул на 20 кг.

Я вешу под 80, частенько еще подгружаю велик грузом кило под 30 (дача, блин...), и пока - ничего. Правда, и велик у меня не дамский... :)
И на кочках я привстаю - берегу и велик и позвоночник.
Только тормозные втулки горят. Затормозить 110 кг, разогнанные под 40 км/ч - не шутка...


> Только тормозные втулки горят. Затормозить 110 кг, разогнанные под 40 км/ч - не шутка...

Если бы про 40 км/час написали не Вы, я подумал бы, что человек не умеет оценивать скорость. Восхищен Вашей спортивной формой.
Что касается езды зимой, то очень много лет я ездил и зимой. Азартное занятие, особенно в гололед. И тормозные втулки не летят - тормозить нельзя.


> > Только тормозные втулки горят. Затормозить 110 кг, разогнанные под 40 км/ч - не шутка...
> Если бы про 40 км/час написали не Вы, я подумал бы, что человек не умеет оценивать скорость. Восхищен Вашей спортивной формой.
Спасибо, не жалуюсь. 40 на ровном месте - это налегке, конечно. Но тогда и не торможу почти.
С грузом скорость бывала и побольше - когда под горку. Тут тормозить приходится по необходимости: даже при 20 км/ч чебурахнуться на какой-нибудь кочке с рюкзаком на плечах и баулом на багажнике - не обрадуешься.

> Что касается езды зимой, то очень много лет я ездил и зимой. Азартное занятие, особенно в гололед. И тормозные втулки не летят - тормозить нельзя.
Пробовал зимой - не понравилось. Смазка в подшипниках и цепи загустевает, крутить педали гораздо тяжелее. Если попадаешь на плохо утоптанный снег, то скорость сравнима с пешеходом при несравнимо бОльших усилиях. Так что зимой предпочитаю бег трусцой... :)



> Пробовал зимой - не понравилось. Смазка в подшипниках и цепи загустевает, крутить педали гораздо тяжелее. Если попадаешь на плохо утоптанный снег, то скорость сравнима с пешеходом при несравнимо бОльших усилиях. Так что зимой предпочитаю бег трусцой... :)

На рыхлом и глубоком снегу, конечно, просто ужас. А что касается твердой дороги в мороз, то по моим (правда не очень тщательным) наблюдениям работает эффект тугой накачки шин. Резина теряет эластичность на морозе, и при слабой накачке много энергии уходит на смятие покрышки.
Практически полное удаление смазки (опыт моего коллеги)сколько-нибудь заметного эффекта не дал.


> Практически полное удаление смазки (опыт моего коллеги) сколько-нибудь заметного эффекта не дал.

Мне советовали использовать смесь из жидкой смазки с этиленгликолем или даже чистый этиленгликоль... :)
Правда, не пробовал. Может, Ваш коллега попробует, а Вы сообщите, что получилось?



> Мне советовали использовать смесь из жидкой смазки с этиленгликолем или даже чистый этиленгликоль... :)
> Правда, не пробовал. Может, Ваш коллега попробует, а Вы сообщите, что получилось?

Он бы попробовал, да велосипед у него украли с год назад. А я последние три года почти не езжу даже летом - велено врачами ходить пешком.


> Он бы попробовал, да велосипед у него украли с год назад. А я последние три года почти не езжу даже летом - велено врачами ходить пешком.

Жаль. Сочувствую...
У меня тоже начались проблемы со здоровьем, а до недавнего времени проблем совсем не было ...


Надо бы делать передний багажник, не поворачивающийся вместе с передним колесом (или лучше машину купить? :-) )

Обязательно купите если деньги есть. Займите если не хватает. Большое подспорье и для огорода, и для дачи, и для семейного отдыха, и вообше.

Я свои 2 велосипеда как только не грузил - и сбоку на раму сзади приделывал 2 магазинные корзинки (очень, кстати, хорошее расположение для багажников - устойчивость только повышается), и на переднее колесо аналогичную конструкцию вешал (не дело - руль тут же падает на стороны в силу большого выноса его центра тяжести вперед и вверх). И обода гнулись и даже вилки пару раз ломались. А все и холодно и мокро бывало. На машину денег не было - работал в системе Академии Наук, зарплата там не очень. Помучился лет 10, потом не выдержал и переехал туда где больше платят (в USA).

Сейчас могу сравнить- после 10 лет работы здесь (практически в том же качестве - научный сотрудник, преподаватель) не только на несколько машин, но даже на несколько домов с лихвой хватило (пусть и детям будет с чего жизнь начинать, не как нам - пришлось с нуля, да причем 2 раза).

А то, наверное, так бы и продолжал вилки аргоном варить. (Хотя, на одну подержанную машину наверное наскреб бы уже).

Обидно за державу где неплохо учат раскидывать мозгами а потом обнаруживаешь что никому твои мозговые усилия высокой квалификации особо и не нужны - стоило ли учиться?


> > Разница между поездом и беговой дорожкой для поездки на велосипеде тоже не видна.

> Да нет разницы, НЕТ! ... Повторяю - для поддержание равновесия важна относительная скорость оси колёс к дороге, гироскопическим эффектом для поддержангия равновесия можно пренебречь!
> С уважением Д.

Тогда согласен.

Василий.


> > > Велосипед устойчив потому что ось врашения руля наклонена назад. Поетому при движении дорога прилагает момент силы на руль возврашаюший его в прямое положение. То же и у мотоциклов, то же и в передней подвеске машин.

> > Для alexandr.
> > Ось вращения руля если будет отклонена вперед, то ездить менее удобно, руль сам не возвращается к прямому направлению движения, и только.

> Вот это и обеспечивает стабильность езды на велосипеде на средних скоростях, так как руль возврашается к прямому положению силой трения дороги.

Пока я "На недельку до ..." 22-го отлучался в Комарово, поднятые вопросы хорошо освещены. Удивительно и закономерно, что разные люди видят одну и ту же проблему по разному.
Тут справедливо отмечена зависимость устойчивости велосипеда от способностей велосипедиста.
Все достижения технической мысли только помогают велосипедисту в удержании этой устойчивости. Например, возврат колеса на прямолинейность обеспечивается геометрией рулевой вилки так, что центр масс всего велосипеда находится в самой нижней точке. При всяком повороте (вилка своим изгибом или приливом, на некоторых велосипедах, вперед при наклоне верхней части оси руля назад) центр тяжести поднимается, а сила тяжести возвращает его опять в самое устойчивое нижнее положение. Конечно, дорога с ее малыми силами трения не может оказать заметного влияния на возврат руля на прямое направление по сравнению с фактором силы тяжести. Руль возвращается в прямое направление и на льду и на "скамейке Жуковского" без движения, причем тем интенсивнее, чем больше будет вертикальная нагрузка на велосипед.

> А на малых скоростях стабильность обеспечивается изогнутой вперед вилкой переднего колеса - выносом центра масс системы колесо+руль вперед и вверх (так как ось врашения руля наклонена назад то изгибом вилки центр масс выносится не только вперед но и немного вверх). Тогда при наклоне велосипеда вбок руль тоже слегка поворачивается (падает) в ту же сторону за счет чего велоципед в целом вместо падения поворачивает в ту же сторону.

Это тоже помогает велосипедисту, но только помогает, держит вертикаль он сам и нет велосипедиста не получившего ссадин при обучении такому искусству.

> На больших скоростях гироскопическая прецессия переднего колеса в случае наклона велосипеда дает тот же эффект - разворот руля в сторону падения, улучшая стабильность велосипеда против падения (заднее колесо, будучи жестко закрепленным, на раме не вносит вклада в стабильность к падению).

С этим полностью согласен.

Василий.


> Надо бы делать передний багажник, не поворачивающийся вместе с передним колесом (или лучше машину купить? :-) )

> Обязательно купите если деньги есть. Займите если не хватает. Большое подспорье и для огорода, и для дачи, и для семейного отдыха, и вообше.

> Я свои 2 велосипеда как только не грузил - и сбоку на раму сзади приделывал 2 магазинные корзинки (очень, кстати, хорошее расположение для багажников - устойчивость только повышается), и на переднее колесо аналогичную конструкцию вешал (не дело - руль тут же падает на стороны в силу большого выноса его центра тяжести вперед и вверх). И обода гнулись и даже вилки пару раз ломались.

Я эту проблему устойчивости с передним багажником решшил на свой манер.
Т.к. поставить велосипед с передним багажником на подножку невозможно(переднее колесо поворачивается и велосипед падает) и я не имел двойной подножки, то мне пришлось соединить этот багажник с перемычкой рам(дамский велик с двойной рамой) двумя наполовину растянутыми пружинами от багажника автомобиля.

Я даже сделал из шайбы "предохранитель" предотвращающий сброс пружины при крутых поворотах(обе пружины проходили через отверстие шайбы) при повороте пружина ближе к центру поворота сжималась до отказа и пыталась выскочить из рамы и если ей это удавалось, то она оставалась висеть на этой шайбе.
При езде без рук эти пружины стабилизировали и центрировали руль велосипеда.

>Обидно за державу где неплохо учат раскидывать мозгами а потом обнаруживаешь >что никому твои мозговые усилия высокой квалификации особо и не нужны - >стоило ли учиться?

На счёт учебы. Я тут наблюдал в Германии за инженерами, учителями и врачами которые учились за границей(восточная Европа, Азия), а тут на автомобильных заводах на конвейре работают -потому что заработок не плохой...

Ваш Д.



> Все достижения технической мысли только помогают велосипедисту в удержании этой устойчивости.
..
Руль возвращается в прямое направление и на льду и на "скамейке Жуковского" без движения, причем тем интенсивнее, чем больше будет вертикальная нагрузка на велосипед.
Что это за "скамейка"?
С уважением Д.


> > Руль возвращается в прямое направление и на льду и на "скамейке Жуковского" без движения, причем тем интенсивнее, чем больше будет вертикальная нагрузка на велосипед.
> Что это за "скамейка"?

Это скамья с очень малым коэффициентом трения вращению расположенная, в данном случае, горизонтально.

Поскольку в форуме не наблюдалась особая щепетильность по поводу искажения слов и применения птичьего-компьютерного языка, у меня есть вопрос: имеете ли Вы опыт обучения в Советской или Российской школе? Или сразу обучались за границей?
Ведь у каждой страны есть свои кумиры: у нас – Менделеев, а у кого-то – Тока-нава Тояма. :))
Кстати, подскажите, если можно, где посмотреть перевод слов: имхо, зы, оффтопик и др., т.к. в правилах этого перевода нет, а я не знаю компютерного сленга.

Василий.




> Это скамья с очень малым коэффициентом трения вращению расположенная, в данном случае, горизонтально.

> Это скамья с очень малым коэффициентом трения вращению расположенная, в данном случае, горизонтально.
Типа доски лежащей на шариках?

> у меня есть вопрос: имеете ли Вы опыт обучения в Советской или Российской школе? Или сразу обучались за границей?
> Ведь у каждой страны есть свои кумиры: у нас – Менделеев, а у кого-то – Тока-нава Тояма. :))

Учился в Союзе, штудировал там же(Одесса).
Живу в Германии, тут таблицу Менделеева или радио Попова практически не знают.
Говорят: переодическая система элементов и выглядит она несколько иначе, а радио для европейцев изобрёл Маркони (в Америке - Тесла).

> имеете ли Вы опыт обучения в Советской или Российской школе? Или сразу обучались за границей?
> Ведь у каждой страны есть свои кумиры: у нас – Менделеев, а у кого-то – Тока-нава Тояма. :))
Учился в Союзе, штудировал там же(Одесса).
Живу в Германии, тут таблицу Менделеева или радио Попова практически не знают.
Говорят: переодическая система элементов и выглядит она несколько иначе, а радио для европейцев изобрёл Маркони(в Америке - Тесла).

> Кстати, подскажите, если можно, где посмотреть перевод слов: имхо, зы, оффтопик и др., т.к. в правилах этого перевода нет, а я не знаю компютерного сленга.

ИМХО - имею мнение, хрен оспоришь
ЗЫ русские буквы стоящие на латинской тастатуте на месте букв
P.S.(post scriptum)- после написанно, есть ещё и
ЗЗЫ - P.P.S.- post post scriptum
оффтопик - в любом случае нечто не по теме, но спросите модератора
-он часто употребляет это слово

С уважением Д.


> Типа доски лежащей на шариках?

Точнее вращающийся круглый стул без спинки (табурет) на шариках, а называется у нас "скамья Жуковского".
Руль велосипеда, мотоцикла (автомобиля) стоящего передним(и) колесом(ами) на скамье(ях) и на льду поведет себя на одном месте так же, как в движении по любой дороге, по понятным причинам.

> > Ведь у каждой страны есть свои кумиры: у нас – Менделеев, а у кого-то – Тока-нава Тояма. :))

> Живу в Германии, тут таблицу Менделеева или радио Попова практически не знают.

Ясно.

> ИМХО ...

Благодарю за перевод, который примерно так и угадывался.

Еще хотелось бы увидеть Ваш комментарий на мое дополнение к Вашему сообщению о вращении оторвавшегося от станции космонавта, т.к. высказаны три версии: от поведения неживого тела, через поворот головы, до акробатических пируэтов.

Василий.


> Еще хотелось бы увидеть Ваш комментарий на мое дополнение к Вашему сообщению о вращении оторвавшегося от станции космонавта, т.к. высказаны три версии: от поведения неживого тела, через поворот головы, до акробатических пируэтов.

Дайте пождалуйста ссылку на № сообщения.

С уважением Д.


> > Еще хотелось бы увидеть Ваш комментарий на мое дополнение к Вашему сообщению о вращении оторвавшегося от станции космонавта, т.к. высказаны три версии: от поведения неживого тела, через поворот головы, до акробатических пируэтов.

> Дайте пождалуйста ссылку на № сообщения.

Сообщение №31472 от Василий101
В ответ на №31468: Re: Загадочный эксперимент из книги Тамма от Докажи

С уважением, Василий.


> Если есть возможность спрашивайте про гарантию или ищите снаряд из винила, у него сопротивление трения низкое.

Вообше то на такой скорости (15000 рпм = 250 об/сек) должны быть шариковые подшипники качения, даже тефлон с его коеффициентом трения о сталь (ось хоть стальная ?) в несколько % будет быстро замедлять врашение, особенно учитывая что нормальные силы достигают сотни Ньютон. Ежели, скажем, ось с пару миллиметров в диаметре то пара ньютон тангенциального трения на ней создаст тормозяший момент сил трения М = Fr = 2х10^-3 нм. При инерции в I = mr^2 ~ 200г х (3cм)^2 = 1.8х10^-4 кг м^2 такой момент сил трения замедляет врашение с угловым ускорением dw/dt = М/I = 10 рад/сеk, что при скорости 10000 rpm (^3 рад/сец) за считанные сотню секунд (t~w/dw/dt = 1000/10 = 100 сек). Мне кажется, там шариковые подшипники стоят - с трением раз в 10-100 меньше.

Сколько минут ему требуется, чтобы, скажем замедлиться с 10000 рпм до 5000? Зная момент инерции (или размеры) можно тогда оценить момент сил трения.

Я, кстати, заказал для показа студентам пару таких гироскопов (по $35 каждый - но с тахометром) - посмотрю как они разгоняются (и долго ли протянут). Наверное, достаточно уронить и он рассыпется (хотя у нас везде ковролин на полу).


> > Если есть возможность спрашивайте про гарантию или ищите снаряд из винила, у него сопротивление трения низкое.

> Вообше то на такой скорости (15000 рпм = 250 об/сек) должны быть шариковые подшипники качения, даже тефлон с его коеффициентом трения о сталь (ось хоть стальная ?) в несколько % будет быстро замедлять врашение, особенно учитывая что нормальные силы достигают сотни Ньютон. Ежели, скажем, ось с пару миллиметров в диаметре то пара ньютон тангенциального трения на ней создаст тормозяший момент сил трения М = Fr = 2х10^-3 нм. При инерции в I = mr^2 ~ 200г х (3cм)^2 = 1.8х10^-4 кг м^2 такой момент сил трения замедляет врашение с угловым ускорением dw/dt = М/I = 10 рад/сеk, что при скорости 10000 rpm (^3 рад/сец) за считанные сотню секунд (t~w/dw/dt = 1000/10 = 100 сек). Мне кажется, там шариковые подшипники стоят - с трением раз в 10-100 меньше.
У меня никаких подшипников нет!

> Сколько минут ему требуется, чтобы, скажем замедлиться с 10000 рпм до 5000? Зная момент инерции (или размеры) можно тогда оценить момент сил трения.
Меньше минуты и снаряд останавливается -трение большое. Кстати Рыбак правильно заметил, что без трения такой снаряд не раскрутишь смотрите здесь на Альте:19078: "Вопрос к Докажи" Рыбак 14 февраля 2004 г.

> Я, кстати, заказал для показа студентам пару таких гироскопов (по $35 каждый - но с тахометром) - посмотрю как они разгоняются (и долго ли протянут). Наверное, достаточно уронить и он рассыпется (хотя у нас везде ковролин на полу).

У меня упал на плитку -ось сразу же согнулась!
Там в инструкции и пишется обращаться надо со снарядом почти как с сырым яйцом!

Вращая снаряд только в одной плоскости раскрутка не удаётся. Трение важно, идеальный подшипник будет только мешать.
С уважением Д.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100