Hmotnosť (hmotnosť) relevantná pre silu na udržanie konštantnej rýchlosti Archív -

S pracovnou kolegyňou som už viac ako hodinu diskutoval o nasledujúcej otázke:

Zohráva hmotnosť bicykla úlohu v sile, ktorá sa má použiť na udržanie konštantnej rýchlosti v reálnom priestore?

Tvrdím, že na bicykli, aj keby mal 20 kg, by som nemusel vynaložiť viac sily na vyrovnanie sa s trecím odporom (vzduch, náboje, pneumatiky) v lietadle, aby som udržal konštantnú rýchlosť napríklad 30 km/h ako na bicykli. 10 kg. (Zvýšený valivý odpor kvôli vyššej hmotnosti môžem zanedbať)

Alex na druhej strane tvrdí, že potrebná sila je priamo úmerná hmotnosti cez F = m * a, pretože sila F (súčet odporu vzduchu a trenia) a zrýchlenie sú konštantné bez ohľadu na to, aký ťažký je bicykel.

Ale verím, že na zrýchlení (keďže sa rýchlosť nemení) vôbec nezáleží a hmotnosť je znížená, pretože sily mojich nôh sú vyvážené so silami odporu (t.j. F = F).

Samozrejme všetci súhlasíme s tým, že ťažší bicykel 1. potrebuje viac sily na zrýchlenie a 2. je ťažšie sa s ním pohybovať do kopca (zvyšuje sa 1. kinetická alebo 2. potenciálna energia, ktorá sa do nej musí načerpať) ).

Kto ešte vie o mojich vyjadreniach? Na fóre ani na webe som o tom nič nenašiel. Prosím vysvetli!

ak zrýchlite „vec“ na rýchlosť V v teoretickom priestore zbavenom všetkej gravitácie (samozrejme, čím je ťažšia, tým viac energie je potrebných, bla bla), udrží si túto rýchlosť navždy a navždy

Ale teraz bicyklujete po zemi a naša drahá guľa má veľa príťažlivosti (9,81 m/s2, bla)
Zanedbanie tejto sily by jednoducho urobilo nesprávny váš výpočtový model alebo by prestal byť použiteľný pre skutočný svet.

určité sily (Luftwdst, Rollwdst, gravitácia) spomalia váš bicykel. čím je to ťažšie, tým menej pôsobia sily (okrem gravitačného zrýchlenia vďaka Gallileovi, ale to teraz vedie príliš ďaleko).
predbežný záver: pri jazde na bicykli pôsobia sily proti smeru jazdy. tieto možno zhrnúť ako vektor na ilustráciu.

teraz musí vodič tomu čeliť nohami, tj kompenzovať negatívne zrýchlenie (spôsobené vetrom atď.).

ale keďže sila = hmotnosť * sa zrýchľuje, požadovaná sila sa zvyšuje úmerne s presunutou hmotou.

Záver: jazda na ťažkom bicykli si vyžaduje viac práce nôh od jazdca.

1. Sila a zrýchlenie vodiča sú opačné ako sily a zrýchlenia vetra.
2. Množstvo oboch zrýchlení musí byť rovnaké, aby bola rýchlosť konštantná. Rovnako sily

Podstatou vašej úvahy je, že vietor má určitú _ silu_. To nezávisí od veľkosti kolesa a je potrebné prekonať práve túto silu.

Výsledkom sily vetra na hmotu je zrýchlenie = zmena rýchlosti => koleso sa spomalí:
F = m. a

Za predpokladu, že veterná energia je teraz 20N (číslo domu):

z F = m. a takto:
-> Ak je hmotnosť väčšia, brzdný účinok vetra na bicykli + vodič je menší (máte väčšiu zotrvačnosť, väčšiu hybnosť, takže stratíte menšiu rýchlosť)
-> Ak je hmotnosť menšia, brzdný účinok vetra na bicykli + vodič je väčší (máte menšiu zotrvačnosť, menšiu hybnosť, takže strácate väčšiu rýchlosť)

Čo to znamená pre vodiča?
-> čím väčšia veľkosť, tým menšia rýchlosť za sekundu. Ale kvôli vyššej hmotnosti je ťažšie dohnať stratenú rýchlosť (zrýchliť ťažký bicykel). Našťastie nemusí vôbec akcelerovať, pretože takmer nestratil rýchlosť.
F = ml * a1

-> Čím menšia je hmotnosť, tým ľahšie sa vyrovná stratená rýchlosť (ľahký bicykel sa ľahšie akceleruje). Ale jeho smola je, že musí vyvolať vyššie zrýchlenie, pretože kvôli rovnakej veternej sile stratil väčšiu rýchlosť ako jeho ťažký priateľ.
F = m2 * a2

Nakoniec musia obaja vodiči stlačiť pedál rovnako silno (vyvinúť na pedál rovnakú silu). Logické, pretože silou, proti ktorej musíte pôsobiť, je sila, na ktorú na vás môže pôsobiť vietor -> a ktorá je nezávislá od hmotnosti. Pretože to viem napríklad zmerať/odvodiť pomocou veternej turbíny. Sila vetra nemá nič spoločné s kolesom.

(už viete, že valivý odpor sa zvyšuje s vyššou hmotnosťou)

Odôvodnenie:
Po prvé, gravitácia nehrá rolu, ako už bolo spomenuté vyššie, pretože pôsobí kolmo na smer jazdy, a preto neovplyvňuje vektor rýchlosti. Výnimkou je samozrejme zvýšené trenie v nábojoch atď., Ale to by sa malo zanedbávať.

Druhá: Predpokladajme, že ľahký a ťažký bicykel sa od seba líšia iba hmotnosťou. Ľahké a ťažké kolesá pôsobia trecou silou (napr. Odpor vzduchu), takže ľahké stratia väčšiu rýchlosť ako ťažké kolesá, pretože majú väčšiu zotrvačnosť. Takže je to presne naopak, ťažký tiež stratí rýchlosť pomalšie, a to presne v súvislosti so svojou zotrvačnosťou a teda so svojou hmotnosťou.
To samozrejme znamená, že ťažký bicykel nie je tak ľahké brzdiť alebo akcelerovať ako ľahký.

Nakoniec: aby sa udržalo koleso na stálej rýchlosti, musí vodič iba kompenzovať trecie sily.
Sú dané F = m * a = (číslo domu) 100 N. (Negatívne) Zrýchlenie, ktoré spôsobujú na kolese, je nepriamo úmerné celkovej hmotnosti a = F/m znamená, že ľahké koleso je brzdené silnejšie ako ťažké. Pretože ľahký bicykel tiež ľahšie zažíva zmenu rýchlosti v dôsledku sily vyvíjanej vodičom, ktorá zase lineárne závisí od hmotnosti systému, ktorý sa má zrýchliť, hmotnosť sa zníži.

Edith: Mala som si najskôr prečítať príspevok vľavo.

ak sa LEN pozriete na odpor vzduchu, máte pravdu.

ale nerozumiem, prečo nechávaš gravitáciu vľavo:(

ak sa LEN pozriete na odpor vzduchu, máte pravdu.

ale nerozumiem, prečo nechávaš gravitáciu vľavo:(

na rovnej ceste pôsobí smerom nadol, ale nie v smere jazdy.

preto nie je rozdiel, či ťahám 20 kg betónový blok alebo 10 kg betónový blok (s rovnakou nosnou plochou a povrchovou textúrou).
Gravitáciu by som nezanedbal;)

Hmota už síce zohráva úlohu (vzťah F = m.a), ale príliš málo. Aj keď je to pre odpor vzduchu zanedbateľné, trenie náboja a valivé trenie závisia od hmotnosti, pretože menia sily na neho pôsobiace.
Ale, ako už bolo spomenuté vyššie, príliš málo. Môžete to porovnať s testom určitých časopisov, takže to, čo vyjde, musíte veľmi pekne zväčšiť: D
S priateľským pozdravom

V tejto otázke je hmotnosť znížená (trenie je zanedbateľné)!

Betónový blok, ktorý potiahnete, nie je dobrým príkladom. Statické trenie rastie s hmotou a to potom pôsobí proti smeru ťahu.

Najjednoduchší spôsob, ako si to predstaviť, je: Vektor, ktorý je normálny k inému vektoru, nikdy nemôže ovplyvniť jeho veľkosť. V poriadku?

Edith: Len si všimám, že počiatočné zverejnenie nie je také jasné, malo by sa zanedbávať trenie alebo nie? takže hovorí trenie náboja a trenie vzduchu, ale nie valivý odpor alebo ako?
Ak teda trenie nie je zanedbané, bude to v skutočnosti o niečo zložitejšie (vyššia hmotnosť, samozrejme, mierne vyššie trenie v nábojoch atď.), Ale aj tak to ťažko robí rozdiel.

.
Zohráva hmota bicykla úlohu v sile, ktorá sa má použiť na udržanie konštantnej rýchlosti v reálnom priestore?

ak je vylúčené trenie:

za týchto okolností nie je potrebná žiadna sila.

s odporom vzduchu: je nezávislý od hmotnosti pohybujúceho sa objektu. (tj úsilie potrebné na udržanie rýchlosti zostáva rovnaké, bez ohľadu na to, aký ťažký je bicykel).

Odpor vzduchu závisí od rýchlosti vetra, vzduchotesnosti, oblasti vetra a tvaru/povrchu predmetu

V prvom rade ďakujem za odpovede. Samozrejme, cítim sa demokraticky potvrdený jednoduchou väčšinou, aj keď sa názory stále značne líšia. .
btw: kto je Edith: zmätený:

Edith je slávna fyzička, ktorá rada reviduje svoje príspevky. z toho pochádza výraz „upraviť“, ktorý si človek nesmie mýliť so sexuálnym aktom s rovnomennou dámou .: D podľa nového pravopisu je proces napísaný, teda bez h.

mimochodom, toto je o fyzike a demokracia pre raz naozaj stratila nyx.

Edith je slávna fyzička, ktorá rada reviduje svoje príspevky. z toho pochádza výraz „upraviť“, ktorý si netreba mýliť so sexuálnym aktom s rovnomennou dámou.: D podľa nového pravopisu je proces napísaný, teda bez h.

mimochodom, toto je o fyzike a demokracia pre raz naozaj stratila nyx.

ahaha. Edith: D. Chystám sa spadnúť zo stoličky.

Podľa môjho názoru je ťažší bicykel pre zotrvačnosť jednoduchšie držať krok s rýchlosťou. Odpor vzduchu je u oboch vodičov rovnaký. Keby obaja prestali šliapať do pedálov, ľahší bicykel by sa skôr zastavil. Ťažký bicykel bude potrebovať viac sily, aby dosiahol rovnakú rýchlosť ako ľahký bicykel.

Ak je jazdec teraz na oboch bicykloch rovnako ťažký a trasa je vodorovná a odpor vzduchu oboch bicyklov + jazdca je rovnaký, bude musieť jazdec na ľahšom bicykli šliapať o niečo viac (aj keď to je ťažko viditeľné viac;)).

Ťažký bicykel stráca rýchlosť pomalšie, takže máte pravdu. Vďaka svojej väčšej hmotnosti však stráca energiu rovnako rýchlo ako ľahšia. Na udržanie konštantnej rýchlosti musia obaja vodiči vložiť rovnaké množstvo energie.

inými slovami. rozdiel energie pre dve rýchlosti v1 a v2 je väčší pre ťažký bicykel. To naopak znamená, že ťažký bicykel stráca svojou zotrvačnosťou pomalšiu rýchlosť, ale strata energie potom zostáva rovnaká pre obidva.

ahaha. Edith: D. Chystám sa spadnúť zo stoličky.

Ak je jazdec na oboch bicykloch rovnako ťažký a trasa je vyrovnaná a odpor vzduchu oboch bicyklov + jazdca je rovnaký, bude musieť jazdiť na ľahšom bicykli trochu viac (aj keď je to znateľne viac;)).

Musím s tebou nesúhlasiť. Mimochodom, je to iba myšlienkový experiment, pretože neberieme ohľad na príslušné sily, ako je trenie.

na prekonanie odporu vzduchu (FL) musia obaja jazdci použiť rovnakú silu, konkrétne protiútok, aby:

A: premietacie plátno
cw: bezrozmerný koeficient odporu
v: rýchlosť vetra vzhľadom na teleso v jeho okolí
ρ: hustota vzduchu

hádanková niť juhuuuu!: D
pozrime sa, čo ešte viem zo starých čias HTL * gG *

takže ak som správne pochopil úlohu, ide o stálu rýchlosť. zrýchlenia v kladnom alebo zápornom smere sa vyskytujú veľmi zriedka.;)

tak by som začal s úlohou o potrebnej energii.
W = F * s

aby sme dali celej veci nejakú hodnotu, nastavili sme odpor vzduchu na 20N a povedzme na vzdialenosť 10m. z toho vyplýva požadovaná energia 200Nm

sila odporu vzduchu F je rovnaká pre obidva pohony, ak som si to všimol správne, takže aj potrebná energia sa musí považovať za rovnakú.

ak ma teraz vezme trenie ložísk
Práve som si pozrel dáta ložiska 6201, nemyslím si, že je to také nereálne.
predpokladáme rozloženie zaťaženia 50:50 a 2 ložiská na nápravu
hmotnosť systému 1 200 kg
hmotnosť systému2 400kg
(aby sa niečo stalo: D)

ložisko 6201 má celkový trecí moment 0,00708 Nm pri 50 kg
celý čas 4 výsledky
0,02832Nm

ložisko 6201 má celkový trecí krútiaci moment pri zaťažení 100 kg
0,0204 Nm
celý čas 4 výsledky
0,0816Nm

Takže vodič 1, naša ľahká váha 200 kg potrebuje až 200,02832 Nm
a vodič 2, naša stredná váha so 400 kg vyžaduje až 200,0816 Nm

. aby sa udržala rýchlosť.

Teraz samozrejme stále chýba trenie medzi pneumatikami. tu je to celé skutočne vzrušujúce: D
Teraz to samozrejme môžete nastaviť tak, aby boli dvaja vodiči na ceste s rôznymi tlakmi vzduchu. takže vaša kontaktná plocha a tým aj váš moment prevrátenia cez predný okraj plochého kusu pneumatiky sú rovnaké. tak by sa tento problém šikovne obišiel!: D

Z tohto pohľadu možno obidve považovať za rovnaké. Všeobecne platí, že odpor vzduchu závisí od druhej mocniny rýchlosti a trenie ložiska zostáva v našich rýchlostných rozsahoch takmer lineárne.

toľko k môjmu riešeniu: D;)

.
hmotnosť systému 1 200 kg
hmotnosť systému2 400kg
.

toto sú konečne slušné, robustné bicykle !: D

Takže vodič 1, naša ľahká váha 200 kg potrebuje až 200,02832 Nm
a vodič 2, naša stredná váha so 400 kg vyžaduje až 200,0816 Nm
Fuxl

Takže si nemyslím, že krútiaci moment a práca sa dajú jednoducho pridať, pretože majú rovnakú jednotku, „dráha“ krútiaceho momentu zodpovedá (konštantnému) ramenu páky a nie dráhe pokrytej.

inými slovami. rozdiel energie pre dve rýchlosti v1 a v2 je väčší pre ťažký bicykel. To naopak znamená, že ťažký bicykel stráca svojou zotrvačnosťou rýchlosť, ale strata energie zostáva rovnaká pre obidva.

Nasledujúce položky sú zaujímavé, pretože je relevantné praktizovať ich v tejto súvislosti:
V rámci myšlienkového experimentu idú obaja spolu o kolo (bez sania). Na chvíľu obaja prestanú šliapať, pretože ich rozptyľuje pekne vyzerajúca dáma na kraji cesty. Ako už bolo povedané niektorými, ktorí majú vedomosti, strácajú kinetickú energiu a spomaľujú. Po 5 sekundách slintania vedľa seba spozorujete svoj rýchlostný deficit a zrýchlite na počiatočnú rýchlosť.
Čo sa týka otázky: ktorý je ďalej?: diabol:

Boli by obaja v skutočnosti rovnakí príbuzní. Pomalší vodič vzadu by „stratil“ energiu! Dost isty.

Ale:
„Stratená“ kinematická energia nie je skutočne rovnaká, pretože zmena rýchlosti vedie k zmene odporu vzduchu. (Ako už bolo spomenuté vyššie, svetelný vodič sa spomaľuje rýchlejšie, takže má skôr menší odpor vzduchu. Aj keď spomaľuje viac, spotrebuje menej energie.)

Použite teda integrátor: devil:

Ak ma oklamú, tak hádam rozlíšenie
(Valivé trenie a trenie ložiska zanedbané, do úvahy sa berie iba vzdušná sila)

PS: O otázke samotnej bolo povedané už všetko!
Na hmotnosti nezáleží pri konštantnej rýchlosti v rovine, pokiaľ sa nezohľadňuje žiadny valivý odpor a žiadne trenie ložiska. (a to je možné zanedbať od pár km/h, prinajmenšom pri RR.)
Na hmotnosti nezáleží, aj keď otáčky nie sú stále, pokiaľ hmotnosť zostáva rovnaká a je vyrovnaná.
Ak idete do kopca alebo z kopca, samozrejme je rozhodujúca hmotnosť.

PPS: Priznávam, že nie je ľahké nechať proti sebe jazdiť dvoch vodičov s rovnakou hmotnosťou a rozdielnou hmotnosťou;-)

Z fyzického hľadiska je aj tak všetko povedané, že?
. Všetci ale vieme, že hranice brzdenia, ktoré musí bežný cyklista prekonať alebo je pripravený prekonať, sú stanovené v ich hlavách. hrčka:

. a tam je cyklista zjavne znevýhodnený v znalostiach svojho ťažšieho bicykla, a teda výrazne menej schopný podať výkon>> pomalšie.;): wink: