Правила форума
Регистрация

Вход


Сила ваших ног.

Сообщение » 20 окт 2012, 20:06

Сразу предупреждаю,что тема может вызвать отрицательные комментарии к моей работе,поэтому попрошу плохого в ответ не писать!
Немного предыстории данной темы.Недавно на уроке физики я задался вопросом-а можно ли как нибудь высчитать силу моих ног,когда я еду на велосипеде, на каком то промежутке времени?Немного покапавшись в формулах,законах физики и т.д я пришёл к выводу,что для того чтобы выразить формулу для нахождения силы ног велосипедиста,нужно обратиться ко 2 закону Ньютона.Согласно ему,сумма всех сил,действующих на тело,ровна произведению массы на ускорение.Потом прикинув,какие силы действуют на меня во время движения я посчитал:F сопр.воздуха,F сопр.вет.(по ветру или против ветра),F трения 1(она же сила трения шестерёнок об цепь) F трения 2( сила трения колёс о дорогу),mg(сила тяжести),N(сила реакции опоры),F тяги(она же и есть сила ног).Составил уравнение,выразил F тяги:
F тяги=ma+Fтр1+Fтр2+Fсопр.в+Fсопр.ветра
F тяги=(m велосипедиста+m велосипеда)* V2-V1/t + Mg*K1 + Mg*K2 + 10*F тр.общ + P*Vветра
Где: V2-конечная скорость V1-начальная скорость t- время пути M общ-сумма масы велосипед.и вела K1-постоянный коэффицент трения шестерёнок(взято из интернета)=0.02 K2- постоянный коэффицент трения колёс о дорогу=0.01(у шоссейников и байков разница не столь велика,всего 7-8%,у байка естественно больше) 10mg ( в среднем,сила сопротивления воздуха в 10 раз больше чем общая сила трения уже на скорости 20 км/ч) P- плотность воздуха(при нормальном атмосферном давлении я брал 1.1) и V ветра-скорость ветра,в момент моих наблюдений составляла приблизительно 2 м/с)
Сила тяги,она же сила наших ног,выдаёт наибольшую мощность на небольшом интервале времени,и при начальной скорости = 0 . Точно настроив спидометр, сев на байк,из состояния покоя я начал что есть сил давить на педали,и за время=3 секунды(друг стоял недалеко с секундомером) я смог разогнаться до 30-32 км/ч=8.88 м/с(естественно это всё приблизительно,погрешность 10%).А далее всё по формуле.
F моих ног=((64+12)*8.88-0/3)+760*0.02+760*0.01+10*22.8+1.1*2=(76*2.96)+15.2+7.6+228+2.2=225+22.8+228+2.2=478 Ньютонов
Погрешность во всех вычислениях 5-6%.Все вычисления одобрил мой отец-физик ЮЗГУ,так что фигню вам тут втюхивать не буду! :-): Иными словами, кому интересна сила ваших ног,прошу господа,вычисляйте: F тяги=(m велосипедиста+m велосипеда)* V2-V1/t + Mg*K1 + Mg*K2 + 10*F тр.общ + P*Vветра Для сравнения,сила тяги двигателя автомобиля ВАЗ 2101 составляет в районе 1 КН=1000 Н ,так что на небольших расстояниях мои ноги всего в 2 раза слабее двигателя копейки!!! :hi_hi_hi:
p.s На самом деле на велосипедиста действуют так же и другие силы,но они ничтожно малы,поэтому в вычисления я их не брал.
Благодарю за внимание! :-):
Вложения
Безымянный.JPG
Проектирование на оси Ox сил,действующих на велосипедиста во время движения.
Последний раз редактировалось Dmitriy_Korolev 20 окт 2012, 23:17, всего редактировалось 1 раз.
Спорт-как смысл жизни!
Аватара пользователя
Dmitriy_Korolev
старожил
 
Откуда: Белгород


Сообщение » 20 окт 2012, 20:33

Я, конечно, школу закончил уже забыл когда, а физику вообще не любил :)
Но, вроде как, мощность измеряется в ваттах. И именно в ваттах осуществляется измерение мощности велосипедными приборами.
А в ньютонах (гугл подсказывает :)) - сила. Т.е.
Dmitriy_Korolev писал(а):мощность двигателя автомобиля ВАЗ 2101 составляет в районе 1 КН=1000 Н

ошибочно хотя бы потому, что мощность измеряется в других единицах.
Средний велосипедист развивает около 300 ватт, это 0,4 лс. И только считанные единицы типа Кавендиша в пиковые моменты способны выдать больше 2 лс.
Художественной ценности не представляет.
Аватара пользователя
Bad_Admin
старожил
 
Откуда: Курск, СХА
Велосипед(ы): Colnago, Forward 1100


Сообщение » 20 окт 2012, 21:05

Можно прикинуть и мощность (работа за единицу времени).
Работа А=F*s
Допустим, что движение Мити равноускоренное (прилагаемая сила постоянна), ускорение а=3 м/с^2
Расстояние s=(at^2)/2 = 3*3*3/2 = 13,5 м.
Мощность N = F*s/t = 478*13,5/3 = 2151 Вт = 2,92 л.с.
Кэвендиш повержен :hi_hi_hi:
Жизнь - как езда на велосипеде. Если тебе тяжело, значит ты на подъёме!
Аватара пользователя
Алекс
Бешеный пёс
 
Велосипед(ы): Boardman CX Comp


Сообщение » 20 окт 2012, 21:22

20:41 Комментарий от Sam
Привет парни, Марк, какова максимальная мощность, которую Вы показали в спринте?

20:41 Mark Cavendish:
Дважды было 1590 Ватт. Вообще говоря, мощность у меня маленькая, в сравнении с большими ребятами, но я меньше, а значит аэродинамичней.

http://velolive.com/velo_news/3077-chat-s-markom-kevendishem-i-berni-ayzelem.html

1590 Ватт = 2.16179837 лошадиные силы (гугл считал) :du_ma_et:
Нуачо, вполне может быть. В смысле, конечно, сомневаюсь, что Митя в спринте обойдет Кавендиша, но расчеты могут произвести впечатление на гуманитария :)
Художественной ценности не представляет.
Аватара пользователя
Bad_Admin
старожил
 
Откуда: Курск, СХА
Велосипед(ы): Colnago, Forward 1100


Сообщение » 20 окт 2012, 23:18

Исправил.Писал на сонную голову,из этого большого текста допустил лишь 1 теоретическую ошибку-конечно же,не мощность,а сила тяги двигателя!Всё остальное верно.Вроде...Ведь я считал силу ног,которая выдаётся на минимальном расстоянии,если считать за более длительное время,скажем те же 10 секунд, сила упадёт уже в район 300Н ,за 15 секунд после старта до 200.
Спорт-как смысл жизни!
Аватара пользователя
Dmitriy_Korolev
старожил
 
Откуда: Белгород


Сообщение » 27 окт 2012, 20:51

:du_ma_et: вообще -то единицу измерения мощности мы уже придумали :st_ruskiy: кажется, она называлась РК..в общем, подробности расчетов и ход рассуждений в сл. теме
viewtopic.php?f=1&t=1138&start=80
бухать - это вам не на велосипеде ездить. Тут здоровье требуется..
Аватара пользователя
uri_britva
Велозавр Юрского периода
 
Откуда: Курск
Велосипед(ы): RM TeamElit70;FELT B2;HongFu


Вернуться к началу