Велосипед зимой

Сообщение №66669 от mmarsrover 12 ноября 2011 г. 15:12
Тема: Велосипед зимой

Удержит ли велосипедист равновесие при езде по самодвижущейся ленточной дорожке, когда их скорости равны, но противоположны?


Отклики на это сообщение:

> Удержит ли велосипедист равновесие при езде по самодвижущейся ленточной дорожке, когда их скорости равны, но противоположны?

Не вижу никаких проблем. Удержит. Если, конечно, будет сохраняться сцепление колес с дорожкой.


> > Удержит ли велосипедист равновесие при езде по самодвижущейся ленточной дорожке, когда их скорости равны, но противоположны?

> Не вижу никаких проблем. Удержит. Если, конечно, будет сохраняться сцепление колес с дорожкой.

Я еще не пробовал ездить таким способом, но у нас возник спор по поводу такого вида тренировки. Некоторые без энтузиазма воспринял эту идею.
Устойчивость велосипедиста напрямую связана с кинетической энергией суммарной массы, которая стремится сохранить свое прямолинейное равномерное движение и выравнивает любой наклон велосипедиста набок.
А при езде по самодвижущейся дорожке, когда скорость велосипедиста почти равна нулю, отсутствует инерциальная сила, способствующая удержанию равновесия велосипеда в вертикальном положении.
Наверное это будет скорее похоже на попытку удержаться верхом на неподвижном велике -- пару секунд не более -- и нога касается земли. Разве-что цирковой трюкач доказал бы продержаться на самодвижущейся ленте более-менее продолжительное время!


> Устойчивость велосипедиста напрямую связана с кинетической энергией суммарной массы, которая стремится сохранить свое прямолинейное равномерное движение и выравнивает любой наклон велосипедиста набок.

Прямолинейное движение относительно, а вот вращение колес нет, именно сохранение их момента импульса и поддерживает равновесие.


> > > Удержит ли велосипедист равновесие при езде по самодвижущейся ленточной дорожке, когда их скорости равны, но противоположны?

> > Не вижу никаких проблем. Удержит. Если, конечно, будет сохраняться сцепление колес с дорожкой.

> Я еще не пробовал ездить таким способом, но у нас возник спор по поводу такого вида тренировки. Некоторые без энтузиазма воспринял эту идею.
> Устойчивость велосипедиста напрямую связана с кинетической энергией суммарной массы, которая стремится сохранить свое прямолинейное равномерное движение и выравнивает любой наклон велосипедиста набок.
> А при езде по самодвижущейся дорожке, когда скорость велосипедиста почти равна нулю, отсутствует инерциальная сила, способствующая удержанию равновесия велосипеда в вертикальном положении.
> Наверное это будет скорее похоже на попытку удержаться верхом на неподвижном велике -- пару секунд не более -- и нога касается земли. Разве-что цирковой трюкач доказал бы продержаться на самодвижущейся ленте более-менее продолжительное время!

Ничего подобного!
Но чтобы это понять, сначала стОит разобраться, как удерживает равновесие велик, ЕДУЩИЙ по горизонтальной поверхности. Тут как раз удерживать равновесие можно только за счет того, что велик вынужден делать почти незамтные для глаза "рыскания" из стороны в сторону. Зачем это? При повороте велосипедист начинает двигаться по окружности. Корпус велосипедиста при этом отклоняется от вертикали в сторону центра поворота. Естественно, возникает момент силы тяжести, старающийся опрокинуть велосипед. Почему же он не опрокидывается? Да потому, что при движении по окрудности на велосипед действует центростремительная сила, приложенная к колесу в дочке контакта последнего с опорой. Эта сила также образует момент, компенсирующий опрокидывающий момент силы тяжести. Если эти моменты в точности равны друг другу, велосипед будет двигаться по окружности. На самом же деле момент центростремительной силы немного больше (это регулируется скоростью), и это приводит к выравниванию велосипеда и наклону его в противоположную сторону. Затем процесс повторяется, и так - все время. На сколь - нибудь заметной скорости эти рыскания практически незаметны, но они есть. Особенно хорошо они видны, когда велосипедист старается ехать очень медленно, почти стоять на месте. Ему приходится отчаянно крутить руль в разные стороны.
То же самое должно происходить и на бегущей дорожке. Разница в том, что для наблюдателя, находящегося в помещении рядом с бегущей дорожкой, велосипед как-бы неподвижен. И при отклонении от прямолинейного движения по дорожке не видно движения по окружности.
Но это и не важно. Достаточно того, что велосипед отклоняется от середины дорожки и при этом движется ускоренно. Для этого со стороны дорожки также должна лействовать сила, приложенная к колесу в точке касания с дорожкой (это, по сути, сила трения покоя). Эта сила также компенсирует опрокидывающий момент силы тяжести, заставляет велосипедиста наклониться в противоположную сторону, и начать противоположный цикл "рыскания".
Если доржка движется достаточно быстро, "рыскания" должны быть труднозаметны.


> > Устойчивость велосипедиста напрямую связана с кинетической энергией суммарной массы, которая стремится сохранить свое прямолинейное равномерное движение и выравнивает любой наклон велосипедиста набок.

> Прямолинейное движение относительно, а вот вращение колес нет, именно сохранение их момента импульса и поддерживает равновесие.

Масса колес при грубом округлении может быть 5кг*2=10кг и при вращении 1-3 оборота в секунду, этого, наверное, мало чтобы удержать ездока массой 75кг в равновесии?
Например, если держать в руках сильно раскрученное велосипедное колесо за центральную ось, то не представляет большого труда делать колебательные движение этой оси, т.е. менять направление оси вращения колеса. Да, ощущается сопротивление перпендикулярное направлению усилий пальцев рук, но не более пару килограммов. Но этого очень мало для массивных ездоков за 100 кг, но они ездят.
Придется проводить опыт в зале. Уже и ставки начали ставить на результат -- упадет, не упадет!!!


> > > Устойчивость велосипедиста напрямую связана с кинетической энергией суммарной массы, которая стремится сохранить свое прямолинейное равномерное движение и выравнивает любой наклон велосипедиста набок.

> > Прямолинейное движение относительно, а вот вращение колес нет, именно сохранение их момента импульса и поддерживает равновесие.

> Масса колес при грубом округлении может быть 5кг*2=10кг и при вращении 1-3 оборота в секунду, этого, наверное, мало чтобы удержать ездока массой 75кг в равновесии?
> Например, если держать в руках сильно раскрученное велосипедное колесо за центральную ось, то не представляет большого труда делать колебательные движение этой оси, т.е. менять направление оси вращения колеса. Да, ощущается сопротивление перпендикулярное направлению усилий пальцев рук, но не более пару килограммов. Но этого очень мало для массивных ездоков за 100 кг, но они ездят.
> Придется проводить опыт в зале. Уже и ставки начали ставить на результат -- упадет, не упадет!!!

При всем уважении к гироскопическому эффекту, он зесь нипричем.
Прочитайте внимательно, ято я написал в предыдущем сообщении. Именно в этом все дело. Именно малозаметное "рыскание" обеспечивает балансировку и устойчивость велосипедов, мотоциклов и т.д. А с точки зрения едущего по бегущей дорожке вообще нет никакой разницы. Он ЕДЕТ! И привычно поддерживает устойчивость своего движения за счет "рыскания", осуществляемого на подсознательном уровне.
Так что я ставлю на то, что НЕ УПАДЕТ!!! (Если вообще умеет ездить).
Дорожка должна бежать достаточно быстро, возможна некоторая проблема с началом движения. Возможно, на начальном этапе необходима помощь. Ну хотя бы чья-то протянутая рука, помогающая велосипедисту поддержать равновесие на начальном этапе.


> Так что я ставлю на то, что НЕ УПАДЕТ!!! (Если вообще умеет ездить).
> Дорожка должна бежать достаточно быстро, возможна некоторая проблема с началом движения. Возможно, на начальном этапе необходима помощь. Ну хотя бы чья-то протянутая рука, помогающая велосипедисту поддержать равновесие на начальном этапе.

Да, не упадет.
И много философствовать здесь вредно.

Велосипед по палубе парома так, что оказывается неподвижным относительно Земли - без проблем.
Тогда почему возник вопрос с точно такой же ситуацией на дорожке?

Совершенно не нужна никакая рука - все так, как на земной дороге.


> Удержит ли велосипедист равновесие при езде по самодвижущейся ленточной дорожке, когда их скорости равны, но противоположны?

Велоспортом не занимались?
На станке не тренировались?
http://www.youtube.com/watch?v=h5a3C2MC87g
А мы вот, в мерзкую погоду именно таким творчеством и баловались.
"Остановка" на станке чревата падением.
Падать было достаточно высоко. И неприятно.
Потому что ноги были практически намертво приделаны к педалям. Об автоматических креплениях мы в то время даже мечтать не смели.


> > Так что я ставлю на то, что НЕ УПАДЕТ!!! (Если вообще умеет ездить).
> > Дорожка должна бежать достаточно быстро, возможна некоторая проблема с началом движения. Возможно, на начальном этапе необходима помощь. Ну хотя бы чья-то протянутая рука, помогающая велосипедисту поддержать равновесие на начальном этапе.

> Да, не упадет.
> И много философствовать здесь вредно.

> Велосипед по палубе парома так, что оказывается неподвижным относительно Земли - без проблем.
> Тогда почему возник вопрос с точно такой же ситуацией на дорожке?

> Совершенно не нужна никакая рука - все так, как на земной дороге.

Не, знаю, не уверен. Дело в том, что бегущая дорожка - УЗКАЯ. Нет места для маневра! И на малых скоростях велосипед может просто с нее съехать.
Кстати, вот любопытная ссылка. Одноколесный (!) мотоцикл. Электрический.
http://www.youtube.com/watch?v=WOOoFEKiK8A&feature=player_embedded
Нету даже руля! Как им управляют?


> > Так что я ставлю на то, что НЕ УПАДЕТ!!! (Если вообще умеет ездить).
> > Дорожка должна бежать достаточно быстро, возможна некоторая проблема с началом движения. Возможно, на начальном этапе необходима помощь. Ну хотя бы чья-то протянутая рука, помогающая велосипедисту поддержать равновесие на начальном этапе.

> Да, не упадет.
> И много философствовать здесь вредно.

> Велосипед по палубе парома так, что оказывается неподвижным относительно Земли - без проблем.
> Тогда почему возник вопрос с точно такой же ситуацией на дорожке?

> Совершенно не нужна никакая рука - все так, как на земной дороге.

A вот то же упражнение, что показал Velo, процесс обучения:

http://www.youtube.com/watch?v=E2tF0tK7P_s&feature=fvwp&NR=1

Хорошо видны все проблемы начального этапа движения



> Масса колес при грубом округлении может быть 5кг*2=10кг и при вращении 1-3 оборота в секунду, этого, наверное, мало чтобы удержать ездока массой 75кг в равновесии?

Эффект кнечно мал, но он существенно помогает человеку удержать равновесие. Заваливающая сила тоже не особо велика, а при быстрых скоростях за счёт гироскопического эффекта у человека больше времени на коррекцию.


> Совершенно не нужна никакая рука - все так, как на земной дороге.

Длина разная, дорожка короткая и если плохо с её скоростью соглавоваться велосипед либо снесет назад, либо вперед.


>
> > Масса колес при грубом округлении может быть 5кг*2=10кг и при вращении 1-3 оборота в секунду, этого, наверное, мало чтобы удержать ездока массой 75кг в равновесии?

> Эффект кнечно мал, но он существенно помогает человеку удержать равновесие. Заваливающая сила тоже не особо велика, а при быстрых скоростях за счёт гироскопического эффекта у человека больше времени на коррекцию.

Вот здесь очень подробно о велосипеде-велосипедисте.
В том числе, и о влиянии-невлиянии гироскопического эффекта:
http://transportda.ru/article30.html


> Вот здесь очень подробно о велосипеде-велосипедисте.
> В том числе, и о влиянии-невлиянии гироскопического эффекта:
> http://transportda.ru/article30.html

Спасибо, интересная работа, не понятно только почему издевались только над переднем колесом, надо бы и заднее "усовершенствовать" и тогда посмотреть на устойчивость.


> > Совершенно не нужна никакая рука - все так, как на земной дороге.

> Хорошо видны все проблемы начального этапа движения

Хорошие видео. Благодарю.

Но проблема в вопросе другая - ленточная дорожка.
Нет и ограничений на размеры.
Есть принципиальный вопрос - неподвижность велосипедиста относительно поверхности Земли.
Вот этот принципиальный вопрос, имеет принципиальный ответ - безапеляционно поведение велосипедиста и его велосипеда на движущейся дорожке тоджественен, вулючая скорость относительно поверхности под колесами, аналогичным на поверхности самой Земли.


> >
> > > Масса колес при грубом округлении может быть 5кг*2=10кг и при вращении 1-3 оборота в секунду, этого, наверное, мало чтобы удержать ездока массой 75кг в равновесии?

> > Эффект кнечно мал, но он существенно помогает человеку удержать равновесие. Заваливающая сила тоже не особо велика, а при быстрых скоростях за счёт гироскопического эффекта у человека больше времени на коррекцию.

> Вот здесь очень подробно о велосипеде-велосипедисте.
> В том числе, и о влиянии-невлиянии гироскопического эффекта:
> http://transportda.ru/article30.html

Любопытная статейка. В ней гироскопическому эффекту справедливо отводится вспомогательная роль: как будто бы благодаря ему колесо автоматически поворачивает в нужную сторону (ну а далее должен работать описанный мной ранее механизм). Однако и тут сомнения одолевают меня: почему колесо поворачивается точно на нужный угол? Почему не становится, например, попрек движения? Нет, на мой взгляд, должна быть иная причина. Какая? Ну, например, геометрия профиля велосипедной шины! При наклоне колеса его эффективный радиус уменьшается. Возможно, что именно это вместе с кинематическими особенностями самого велосипеда и приводит к повороту.
Впрочем, зачем нам такие сложности? Колеса, гироскопы... Проще надо быть, проще! Возьмем фигуриста. У него, слава Всевышнему, нету никаких колес, о гироскопах можно благополучно забыть. Вопрос: долго ли фигурист может неподвижно простоять на льду на одной ноге, одетой в ботинок с коньком? Боюсь, не более 2-5 секунд. В то же время двигаться на одной ноге он может достаточно долго, при этом еще и описывая разные пируэты... И тут уже может действовать только тот механихм, который я описал: поворот в сторону отклонения центра тяжести от положения равновесия, компенсация опрокидывающего момента моментом центростремительной силы, небольшая перекомпенсация, и т.д., одним словом, динамическая балансировка. Тот же механизм, что удержиавет от падения велосипед, только в чистом виде.


> > > Совершенно не нужна никакая рука - все так, как на земной дороге.

> > Хорошо видны все проблемы начального этапа движения

> Хорошие видео. Благодарю.

> Но проблема в вопросе другая - ленточная дорожка.
> Нет и ограничений на размеры.

Как это нет??? Длина дорожки никого не интересует, но ШИРИНА-то - не более полуметра! Хорошо видно, что велосиеду зачастую не хватает именно ширины дорожки. Он с нее съезжает! Будь у дорожки еще хотя-бы пол метра запаса по ширине, и аварии бы не происходили.

> Есть принципиальный вопрос - неподвижность велосипедиста относительно поверхности Земли.

Есть также принцип относительности Галлилея. Движение по бегущей доржке полностью тождественно движению по поверхности Земли.

> Вот этот принципиальный вопрос, имеет принципиальный ответ - безапеляционно поведение велосипедиста и его велосипеда на движущейся дорожке тоджественен, вулючая скорость относительно поверхности под колесами, аналогичным на поверхности самой Земли.

Но даже если забыть про принцип относительноти, а просто внимательно понаблюдать за велосипедом, можно заметить, что ни о какой "неподвижности" отнсительно земли речи не идет. Велосипед все время совершает как-бы хаотические, небольшие движения ПОПЕРЕК дорожки. (Это то, во что вырождается при таком взгляди "рыскание" велосипеда). Именно при этих движениях и возникают силы, момент которых балансирует велосипед и не дает ему упасть. Понятное дело, что размах этих движений ("рысканий") зависит от скорости движения велосипеда (дорожки), и от умения велосипедиста. Чем умение велосипедиста выше, тем меньше рысканий требуется ему для поддержания равновесия.


> > Но проблема в вопросе другая - ленточная дорожка.
> > Нет и ограничений на размеры.

> Как это нет???

Автор задавал ширину или длину?
Свое видение исходных данных некорректно.
Надо спросить у Автора.

Но Автор задал неподвижность относительно поверхности Земли. Думаю, этот параметр и подлежит рассмотрению. Остальное - это уже привнесение своего и не имеет отношения к задаче.
Может иметь, конечно, процесс изменения задачи, но "это уже совсем другая история".

> > Есть принципиальный вопрос - неподвижность велосипедиста относительно поверхности Земли.

> Есть также принцип относительности Галлилея. Движение по бегущей доржке полностью тождественно движению по поверхности Земли.

Это и есть ответ на изначальную задачу.

> > Вот этот принципиальный вопрос, имеет принципиальный ответ - безапелляционно поведение велосипедиста и его велосипеда на движущейся дорожке тождественен, включая скорость относительно поверхности под колесами, аналогичным на поверхности самой Земли.

> Но даже если забыть про принцип относительноти, а просто внимательно понаблюдать за велосипедом, можно заметить, что ни о какой "неподвижности" отнсительно земли речи не идет. Велосипед все время совершает как-бы хаотические, небольшие движения ПОПЕРЕК дорожки. (Это то, во что вырождается при таком взгляди "рыскание" велосипеда). Именно при этих движениях и возникают силы, момент которых балансирует велосипед и не дает ему упасть. Понятное дело, что размах этих движений ("рысканий") зависит от скорости движения велосипеда (дорожки), и от умения велосипедиста. Чем умение велосипедиста выше, тем меньше рысканий требуется ему для поддержания равновесия.

Это верно. Важно, что на движущейся ленте человек может ехать так, что останется неподвижным относительно поверхности Земли, а виртуозы - даже на неподвижной дорожке ленточной.


> Удержит ли велосипедист равновесие при езде по самодвижущейся ленточной дорожке, когда их скорости равны, но противоположны?

Это школьная задачка на системы отсчёта.
Важно только относительное движение дорожки и велосипеда.


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

Реклама:
Rambler's Top100