Ciekawy eksperyment

IP: 213.199.196.* 11.08.05, 00:04
Na jednej z angielskich stron rowerowych (do której trafiłem po linkach od
Sheldona Browna) przeczytałem o ciekawym eksperymencie, który od biedy można
samemu wykonać. Rzecz dotyczy oporów, jakie pokonuje rowerzysta w czasie
jazdy, a konkretnie rzędu ich wielkości.

Aby rozpędzić rower, trzeba pokonać:
- moment bezwładności kół
- opór toczenia opony (tarcie)
- opór powietrza

Wbrew obiegowej opinii, dwa pierwsze czynniki prawie nie mają znaczenia, w
porówaniu z oporem powietrza. Eksperyment tego dowodzący jest prosty, choć
każdy metrolog na jego widok złapałby się za głowę; no ale chodzi o wyrobienie
pewnej intuicji a nie precyzyjne pomiary (tarcie w łożyskach pomijamy, gdyż we
wszystkich przypadkach jest ono zbliżone).

a) Zakładamy magnes i kontaktron licznika na tylne koło. Stawiamy rower na
jakimś stojaku (tak aby tylna opona nie dotykała podłoża) i rozpędzamy tylne
koło do prędkości powiedzmy 50km/h. Wysiłek niemal żaden. Tutaj pokonywaliśmy
tylko moment bezwładności koła.

b) Łapiemy autobus i za autobusem rozpędzamy rower do 50km/h - wysiłek
niewiele większy (jeśli w ogóle da się odczuć różnicę). Pokonujemy moment
bezwładności koła (no, dwóch kół) i tarcie opon o podłoże.

c) Bez pomocy autobusu rozpędzamy rower do 50km/h :-)
Do wymienionych oporów dochodzi opor powietrza - wzrost niezbędnego wysiłku
kolosalny...

Także największego "kopa" dają mi na cieniarce nie chude i twarde jak kamień
łyse opony a bardzo niska pozycja - w dolnym chwycie prawie leżąc.

Podobnie sprzedawcy w sklepie, który chce wcisnąc droższe koło, bo jest 200g
lżejsze, można powiedzieć, by spadał na drzewo ;-)
    • Gość: Mikołaj Re: Ciekawy eksperyment IP: 213.199.196.* 11.08.05, 00:08
      A tak w ogóle, to ja się zastanawiam, jaki sens mają elementy opływowe w
      niektórych rowerach - wszak rower z rowerzystą jest tak niedoskonałą
      aerodynamicznie bryłą, że np. płaskie szprychy pasują do tego jak spojler do
      malucha. Z drugiej strony, widziałem, że kolarze na czasówkach mają nie tylko
      np. opływową sztycę siodełka i widelec, ale nawet specjalne kaski. No ale oni
      liczą każdą sekundę.
      • divak2 Re: Ciekawy eksperyment 11.08.05, 11:15
        > płaskie szprychy pasują do tego jak spojler do
        > malucha.
        No właśnie mam wrażenie że się mylisz - koła ze szprychami tworzą rodzaj młynka,
        w którym powietrze w mniejszym bądź większym przybliżeniu wiruje i zdrerza sie z
        powietrzem względem którego porusza się rower, co powoduje dodatkowy bałagan
        aerodynamiczny. Należy też wziąć pod uwagę fakt że szprychy w najwyższym punkcie
        poryszają się 2x szybciej niż reszta roweru. Koło(walec), bo taki jest przekrój
        szprychy nie jest przecież najdoskonalszą aerodynamicznie bryłą, więc nic
        dziwnego że próbują to zamieniać na elipsę bądź kroplę.
        Jeżeli ja jadę powyżej 35-40 to słychac bardzo wyrażnie szum kół.
        Dobrym eksperymentem byłoby rozpędzenie się do 50km/h z kołami szprychowymi i
        pełnymi.

        Pozdrawiam!
        • Gość: Mikołaj Re: Ciekawy eksperyment IP: 213.199.196.* 11.08.05, 11:55
          > No właśnie mam wrażenie że się mylisz

          Możliwe. Ale żadnych obliczeń, które by potwierdziły lub obaliły zasadność
          stosowania szprych opływowych nie wykonywałem ani nie widziałem.

          > Dobrym eksperymentem byłoby rozpędzenie się do 50km/h z kołami szprychowymi i
          > pełnymi.

          O właśnie, dlaczego prawie nie stosuje się już kół "dyskowych"? Kiedyś kolarze
          często takie zakładali, teraz dużo rzadziej, w zasadzie tylko tylne i to też nie
          wszyscy. Czemu?
          • a5a5ello Re: Ciekawy eksperyment 11.08.05, 19:04
            Gość portalu: Mikołaj napisał(a):

            > O właśnie, dlaczego prawie nie stosuje się już kół "dyskowych"? Kiedyś kolarze
            > często takie zakładali, teraz dużo rzadziej, w zasadzie tylko tylne i to też ni
            > e
            > wszyscy. Czemu?
            byc moze wiatry boczne sa duza przeszkoda w jezdzie.
            z pelnym przednim kolem jezdzi sie chyba jeszcze gorzej - ciezej sie skreca.
            takie moje luzne spostrzezenia.
            pzdr.
            • Gość: Mikołaj Re: Ciekawy eksperyment IP: 213.199.196.* 11.08.05, 22:43
              > byc moze wiatry boczne sa duza przeszkoda w jezdzie.

              Tak, też o tym myślałam, i prawdopoodbnie jest to powód. Ale kilkanaście lat
              temu te same wiatry boczne nie przeszkadzały? Czy też potrzeba było
              kilku-kilkunastu lat doświadczeń, aby się przekonać, że zysk aerodynamiczny nie
              kompensuje utrudnionej bocznym wiatrem jazdy?
        • Gość: Mikołaj Re: Ciekawy eksperyment IP: 213.199.196.* 11.08.05, 12:22
          > Należy też wziąć pod uwagę fakt że szprychy w najwyższym punkci
          > e
          > poryszają się 2x szybciej niż reszta roweru.

          Sszprychy w najniższym punkcie poruszałyby się 2x wolniej, co niwelowałoby
          większą prędkość szprych górnych.

          Nie wiem czy pry rozmiarach szprychy (stadnardowa ma 2mm, ta płaska pewnie ze 3
          sądząc po wycięciu na magnesie licznika) jakiekolwiek profilowanie przekroju ma
          sens - trzeba by poczytać o liczbie Reynoldsa w jakiejś książce do mechaniki
          płynów. Bo z tego co wiem, to poniżej pewnej cięciwy profilu, opływowy kształt
          można sobie o kant stołu rozbić, bo i tak nic nie daje (liczba reynoldsa do pary
          z charakterystyką profilu wyznacza tę minimalna cięciwę).

          Kurczę, teraz taka moda na aerodynamikę. Kiedyś była moda na lekkość. Mój rower
          ma 6 podłuznych rowków wyfrezowanych na sztycy podsiodłowej. W czasach kiedy
          powstawał, wszystko w rowerach musiało być jak najlżejsze - na tych rowkach
          pewnie wybrali 7 gramów aluminium :-) To nie ma najmniejszego znaczenia, ale
          siła autosugestii jest ogromna, a "marketoidzi" zawsze o tym dobrze wiedzieli.
          • divak2 Re: Ciekawy eksperyment 11.08.05, 16:04
            Gość portalu: Mikołaj napisał(a):


            > Sszprychy w najniższym punkcie poruszałyby się 2x wolniej, co niwelowałoby
            > większą prędkość szprych górnych.

            w najniższym punkcie stoją :) a w połowie poruszają sie (co prawda w górę lub w
            dół) z prędkością roweru (mniej więcej :)
            >
            > Nie wiem czy pry rozmiarach szprychy (stadnardowa ma 2mm, ta płaska pewnie ze 3
            > sądząc po wycięciu na magnesie licznika) jakiekolwiek profilowanie przekroju ma
            > sens - trzeba by poczytać o liczbie Reynoldsa w jakiejś książce do mechaniki
            > płynów. Bo z tego co wiem, to poniżej pewnej cięciwy profilu, opływowy kształt
            > można sobie o kant stołu rozbić, bo i tak nic nie daje (liczba reynoldsa do >
            > pary
            > z charakterystyką profilu wyznacza tę minimalna cięciwę).


            tak ale weź pod uwagę że nie można rozpatrywać szprych oddzielnie, tylko jako
            ich układ, zespół.

            Tak samo jak np, nie wdając się w szczegóły, lepiej pracują 2 głośniki obok
            siebie niż oddzielnie.

            Więc 36 szprych do kupy wywołuje większe opory niż 36*1 szprycha
    • Gość: Roman Re: Ciekawy eksperyment IP: *.ip.WRO.Korbank.PL 11.08.05, 10:52
      > b) Łapiemy autobus i za autobusem rozpędzamy rower do 50km/h - wysiłek
      > niewiele większy (jeśli w ogóle da się odczuć różnicę). Pokonujemy moment
      > bezwładności koła (no, dwóch kół) i tarcie opon o podłoże.
      W tym wypadku nie autobus nie tylko osłania nas przed względnym wiatrem, ale
      również pomaga wytwarzając za sobą strefę podciśnienia, która nas ciągnie.
      Łatwość jazdy nie jest więc wywołana jedynie eliminacją oporu powietrza, ale i
      dodatkowym napędem.
      • Gość: Mikołaj Re: Ciekawy eksperyment IP: 213.199.196.* 11.08.05, 12:02
        Tak to prawda, może lepsza metodą byłaby jazda z wiatrem w plecy o prędkości
        takiej jak prędkość roweru? Tylko trzebaby znaleźć drogę równoległą do kierunku
        wiatru i znać dokładnie jego prędkość. Z drugiej strony, nie wiemy jak silna
        jest siła "wciągajaca" pod autobus - może nie warto jej brać pod uwagę (w
        stosunku do skali oporów)? Nie wiem.
    • Gość: konek Re: Ciekawy eksperyment IP: *.core.lanet.net.pl / *.core.lanet.net.pl 11.08.05, 22:11
      b) Łapiemy autobus i za autobusem rozpędzamy rower do 50km/h

      Obawiam sie chlopie, ze nie dozyjesz czasow kiedy bedzie Ci sie nalezała szosówka :)
      • Gość: Mikołaj Re: Ciekawy eksperyment IP: 213.199.196.* 11.08.05, 22:46
        > Obawiam sie chlopie, ze nie dozyjesz czasow kiedy bedzie Ci sie nalezała szosów
        > ka :)

        Możesz rozwinąć tę głęboką myśl? Co to k... znaczy "należała"? Wyrwałeś z
        kontekstu jedno zdanie i na jego podstawie piszesz uszczypliwości.

        Wiesz, za autobusem nie da się rozpędzić bardziej niż 50km/h, bo musiałbyś mu
        wjechać w zderzak.
        • Gość: konek Re: Ciekawy eksperyment IP: 195.136.189.* 12.08.05, 13:35
          > > Obawiam sie chlopie, ze nie dozyjesz czasow kiedy bedzie Ci sie nalezała
          > szosów
          > > ka :)
          >
          > Możesz rozwinąć tę głęboką myśl?

          Nawiazalem do watku "Emeryci na szosowkach" Chodzi o to ze jezdzac za autobusem masz szanse nie dozyc emerytury. Jezdzenie za autobusem to glupota.

          > Wiesz, za autobusem nie da się rozpędzić bardziej niż 50km/h, bo musiałbyś mu
          > wjechać w zderzak.

          Cos ty? a za pksem na autostradzie?
          • Gość: Mikołaj Re: Ciekawy eksperyment IP: 213.199.196.* 12.08.05, 19:00
            > Nawiazalem do watku "Emeryci na szosowkach" Chodzi o to ze jezdzac za autobusem
            > masz szanse nie dozyc emerytury. Jezdzenie za autobusem to glupota.

            Celem eksperymentu nie jest zachęcenie do jazdy za autobusem.

            > Cos ty? a za pksem na autostradzie?

            Jazda rowerem po autostradzie to jeszcze większa głupota niż jazda za autobusem;
            do tego jest to niezgodne z przepisami (rowerem nie wolno wjeżdżać na
            autostradę). Także albo zacznij pisać sensownie, albo przestań bić pianę.
    • Gość: konek Re: Ciekawy eksperyment IP: *.core.lanet.net.pl / *.core.lanet.net.pl 11.08.05, 22:16
      > Aby rozpędzić rower, trzeba

      No popatrz a mi sie wydawalo ze trzeba pedalowac. Oj ja gupi :)
      Wszyscy chyba wiedza ze rower to najbardziej wydajny pojazd jaki wymyslila ludzkosc bo straty energii wydatkowanej na jazde sa minimalne. A ze opor powierza jest najgorszym wrogiem jazdy, wie kazdy kto jechal pod wiatr.
      • Gość: Mikołaj Re: Ciekawy eksperyment IP: 213.199.196.* 11.08.05, 22:49
        > No popatrz a mi sie wydawalo ze trzeba pedalowac. Oj ja gupi :)

        No rzeczywiście jesteś głupi, masz rację. Skup się na tym co czytasz, zanim coś
        skomentujesz. To, że te trzy wymienione opory pokonuje się pedałując, to jak
        sądzę dla czytelników forum rowerowego rzecz oczywista.

        > Wszyscy chyba wiedza ze rower to najbardziej wydajny pojazd jaki wymyslila ludz
        > kosc bo straty energii wydatkowanej na jazde sa minimalne.

        Może. No i co z tego? Jak to się ma do tematu wątku?
        • Gość: konek Re: Ciekawy eksperyment IP: 195.136.189.* 12.08.05, 13:45
          > > No popatrz a mi sie wydawalo ze trzeba pedalowac. Oj ja gupi :)
          >
          > No rzeczywiście jesteś głupi,
          Poluzuj sznurowki w majteczkach i nie obrazaj ludzi szyno. To byl zart. Wiesz co oznacza ":)"?

          > > Wszyscy chyba wiedza ze rower to najbardziej wydajny pojazd jaki wymyslil
          > a ludz
          > > kosc bo straty energii wydatkowanej na jazde sa minimalne.
          >
          > Może. No i co z tego? Jak to się ma do tematu wątku?

          To ze teoria jakoby trzeba było pedalowac zeby jechac jest glupia, bo oczywista. A do tego sprowadza sie tfuj eksperyment. Mam dla Ciebie lepszy eksperyment. Zlap sie za zderzak pojazdu jadacego przed toba. Wtedy to pewnie super sie jedzie. Tak mniemam choc to tylko moj domysl. Nie sprawdzalem.
          • Gość: Mikołaj Re: Ciekawy eksperyment IP: 213.199.196.* 12.08.05, 18:51
            > Poluzuj sznurowki w majteczkach i nie obrazaj ludzi szyno.

            1) W moich majtkach nie ma w nich sznurówek. Ew. nie rozumiem jakiegoś
            dresiarskiego slangu, ale to akurat mnie specjalnie nie martwi.
            2) "Szyno" to od szynki czy od szyny (kolejowej)? Bo to drugie mogę odebrać jako
            komplement, bo jestem miłośnikiem podróżowania koleją. Zresztą, o moim
            rozumieniu dresiarskiego slangu już pisałem zdanie wyżej.

            > To ze teoria jakoby trzeba było pedalowac zeby jechac jest glupia, bo
            > oczywista
            > . A do tego sprowadza sie tfuj eksperyment.

            Cóż, tym fragmentem dowiodłeś, że nie pojąłeś ani słowa z niniejszego wątku. Po
            pierwsze, to nie jest "muj" (twÓj od twOje, podstawówka) eksperyment. Nikt tu
            nie usiłuje udowodnić, że do jazdy potrzeba pedałowac - to w ogóle nie jest
            tematem dyskusji, nikt poza tobą o tym nie pomyślał. Całe doświadczenie ma na
            celu uświadomienie rzędu wielkości różnic, pomiędzy poszczególnymi oporami
            podczas jazdy.

            Także napisz coś sensownego zamiast się czepiać na siłę, to pogadamy.
    • Gość: Mikołaj Trochę teorii - link IP: 213.199.196.* 11.08.05, 23:05
      Tu jest dosyć jasno przedstawiona kwestia oporu aero:

      www.sheldonbrown.com/brandt/wind.html
      • Gość: Ludwik Re: Trochę teorii - link IP: *.neoplus.adsl.tpnet.pl 12.08.05, 21:57
        Sheldon Brown to dziadek,ktory na plaskim odcinku wyciaga max 30km/h.
        Wystarczy przejechac np. 4 km z predkoscia 55km/h na typowych szosowych kolach
        (co nie jest zadnym wielkim osiagnieciem)a nastepnie zalozyc czasowe i
        przejechac z ta sama moca ten sam odcinek aby przekonac sie jakie herezje ten
        dziadek wypisuje.
        Jest jeszcze wiele innych elementow, o ktorych nie ma on pojecia.
        Sa inne,bardziej wiarygodne badania niz jego wypociny.
        • Gość: Mikołaj Re: Trochę teorii - link IP: 213.199.196.* 13.08.05, 20:48
          Cóż mam powiedzieć...
          Trochę żeś się skompromitował swoją wypowiedzią, bo oceniłeś artykuł nawet go
          nie czytając. Dowodem tego jest fakt, iż nie jest to artykuł Sheldona Browna,
          tak jak twierdzisz. Autorem jest Jobst Brandt.


          "Jobst Brandt is a mechanical engineer (Stanford) with extensive experience,
          having worked for Porsche automobiles, Stanford Linear Accelerator Center,
          Hewlett-Packard and Avocet bicycle products."

          Że jest on dziadkiem to niewątpliwie (tak jak i Sheldon Brown), ale jednak są
          oni większymi autorytetami niż Ty.

          > Sheldon Brown to dziadek,ktory na plaskim odcinku wyciaga max 30km/h.

          Być może, nie wiem, nie ścigałem się z nim. Rozumiem, że jak się jest dziadkiem,
          i jedzie maks 30km/h to opór powietrza nie występuje?

          > Wystarczy przejechac np. 4 km z predkoscia 55km/h na typowych szosowych kolach
          > (co nie jest zadnym wielkim osiagnieciem)

          I co, wtedy obowiązują inne prawa przyrody? Dla dziadka jadącego 30km/h jest
          inny rodzaj opru niz dla kolarza jadącego 55km/h.
          • tiges_wiz Re: Trochę teorii - link 18.08.05, 09:28
            Ale zes ameryke odkryl ;) opor powietrza rosnie do kwadratu predkosci i zalezy
            od powierzchni czolowej .. interesowales sie f1 i nie wiesz co bylo
            najwazniejsze? aero ;)
            • Gość: Mikołaj Re: Trochę teorii - link IP: 213.199.196.* 18.08.05, 11:54
              Przemku! Ty też nie zrozumiałeś idei tego doświadczenia?!

              Nie chodziło o pokazanie, że opór rośnie w tempie teta(n*n), bo to większość
              ludzi wie, tylko o to, ze opory toczenia opony i moment bezwładnosci kół są przy
              oporze aero pomijalnie małe (przynajmniej dla amatora).

              Zresztą etap z autobusem można faktycznie poprawić - zamiast jechać za
              autobusem, rozpędzić rower na trenażerze stancjonarnym bez oporu - wtedy nie ma
              elementu "wciągania" za autobus, który trochę psuje eksperyment.
            • Gość: Mikołaj Re: Trochę teorii - link IP: 213.199.196.* 18.08.05, 11:57
              > interesowales sie f1 i nie wiesz co bylo
              > najwazniejsze? aero ;)

              A tam aero. W F1 najważniejsze są pieniądze i widowisko, a nie żadne aero ;-)
Pełna wersja