повітря

"Недостатньо того, що вітер завжди дме в обличчя, пагорби повертаються додому по дорозі додому", - зітхає старий велосипедист. Це правда, або просто втомлений байкер так почувається.?

Істина впевнена, це можна довести фізичними зв’язками. Неможливо зробити їх недійсними, але пристосуватись до них.

Потужність, що здійснюється м’язовою роботою велосипедиста, засвоюється опорами бігу, і при коченні з постійною швидкістю опір коченню та повітря просто дорівнює рушійній силі. (У всій статті ми нехтуємо незначними факторами, такими як тертя деталей велосипеда або зменшення щільності повітря на більших висотах). На низьких швидкостях (менше 20 км/год) опір коченню домінує у випадку колеса з м’якими колесами та м’яко опущеного колеса, це можна легко зменшити за рахунок накачування, звичайно, за рахунок комфорту. При використанні шин протектора з високим тиском, приблизно рівномірним, опір повітря є вирішальним фактором на швидкості вище 25 км/год, типовою для спортивного велоспорту. Від чого залежить ступінь цього?

Повітряний опір прямо пропорційний площі поперечного перерізу, перпендикулярній потоку, лінійності форми (коефіцієнту форми) та квадрату швидкості відносно повітря, тобто вдвічі більше площі поверхні або вдвічі коефіцієнту форми подвоює опір повітря ! За їхніми словами, більшість залежить від відносної швидкості - залишмо це до кінця і спочатку розберемося з більш простими.

Коефіцієнт поверхні та форми можна зменшити, спираючись на позу, стискаючи нижню руку на дорожньому велосипеді, щільно прилягаючий одяг, кілька обтічних або покритих спиць, використання лежачого велосипеда (реку) або обтічного профілю (останній трапляється лише на рекордних перегонах або на дорожніх вантажних автомобілях). Вербувальник, що носить пристрасне вбрання, може мати половину опору повітря, як гастрольний велосипедист.

Що стосується основної теореми, швидкості, слід зазначити, що опір повітря пропорційний квадрату швидкості, але потужність, необхідна для його подолання, є вже третьою мірою швидкості, тобто куба: подвійна швидкість вимагає восьми разів Потужність. Отже, якщо 50-кілометровий пробіг індивідуального стартового часу Тур де Франс проїде за одну годину гоночний гонщик, він випромінить у вісім разів більше енергії, як якщо б їхав на 25!

Тут виникає вплив вітру, оскільки, як уже згадувалося, опір повітря не залежить від швидкості відносно дороги, а від повітря. Швидкість зустрічного вітру додається до швидкості байкера, від нього віднімається попутний вітер. З цього можна було б уявити, що вітер із заданою швидкістю допомагає так само, коли дме ззаду, як і задній вітер. Однак це зовсім не так через квадратичні відносини!

Зробити розрахунки було б досить складно, але нам це не потрібно, оскільки існує дуже зручний (німецька мова) калькулятор, де вам просто потрібно ввести вихідні дані у стовпці і все гарно обчислити. Я взяв наступні дані звідси, і кожен може отримати свої власні (я надам переклад записів у стовпцях для слабшого німецького в кінці статті).

Розглянемо спочатку випадок, коли ми дотримуємося швидкості 33 км/год, що вже є дуже сильним рухом для туристичного велосипедиста і нормальним темпом подорожі для гонщика. Я вибрав це саме тому, що калькулятор видає приємну круглу 100-ватну потужність, яку багато людей можуть зберегти на короткий або довгий час. Тож мовчки йдемо з 33. Зараз наближається зустрічний вітер 10 км/год, тож наша відносна швидкість зросте до 40 км/год, але до того часу доведеться застосовувати 224 Вт! Середній байкер задихається за лічені хвилини. Якщо ми отримаємо той самий зріз ззаду, потреба в енергії зменшиться до 34 Вт, що може зберігатися до кінця часу.

З цього можна зробити висновок, що побічний вітер прикладу - це безнадійно велика перешкода, що вимагає додаткових 124 Вт, тоді як поперечний вітер приносить лише 66 Вт прибутку. Отже, в обидва кінці побічний вітер заважав більше, ніж допомагав потічний вітер, загальний ефект був таким, ніби слабкий побічний вітер дмухнув всю дорогу - тому переконання велосипедистів, що вітер завжди дме проти них, підтвердилося.!

Однак наш приклад не був чимось практичним, оскільки велосипедист, який не хоче боротися з природними силами, а максимально використати їх, не хоче утримувати постійну швидкість будь-якою ціною, а швидше виступає з постійною продуктивністю а потім рухається якнайдалі. Давайте розглянемо це зараз! Ми крутимо педалі на постійній потужності 100 Вт. У безвітря наша швидкість становить 33 км/год, при зустрічному вітрі 10 км/год 23 км/год, при цьому ж зустрічному вітрі 43 км/год. Якщо сказати 100 кілометрів пішохідної відстані, ми робимо це приблизно за три години на нерухомому повітрі, за 4 з половиною години при зустрічному вітрі та за 2 години 20 хвилин при зустрічному вітрі. Побічний вітер погіршився за півтори години, тоді як зустрічний вітер допомагав лише 40 хвилин. Туди-сюди на 200 кілометрів 50-хвилинна втрата була спричинена повністю "досить" дмуткою противітровим чи побічним вітром! Знову ж таки, ми отримали це так, ніби дмуть успадкований, помірний вітер, рівно 3 км/год.

Що ми можемо з цим зробити? У думках треба їздити на велосипеді. Замість того, щоб намагатися відштовхнути опозицію туди, звідки вона прийшла, нашими мужньо витягнутими грудьми, приглушуючи нашу енергію, краще сповільнюючи, щоб запасти сили. З Інтернету ми можемо побачити напрямок та силу вітру, який очікується, і це можна врахувати при плануванні походу: якщо це все одно не має значення, краще прямувати на зустрічний вітер і плисти додому із заднім вітром. На трикутній доріжці доцільно вибирати напрямок обертання таким чином, щоб один шток мав хвостовий вітер, а інші два - бічний. Пам’ятайте стару приказку: містер Вітер - чудовий містер!

А як щодо пагорбів? Тут немає проблем, що подвійний нахил або подвійна швидкість спричинять в чотири рази більше опору, сила та потреба потужності змінюються досить лінійно. Однак середня швидкість полягає в повороті: довгий повільний пробіг не може бути застосований до короткого швидкого пробігу. Тому замість того, щоб переходити пагорб чи гору замість рівної дороги, вона триває довше і стомлює, тому що ми не змогли б розслабити довготривалу хватку навіть на схилі, навіть якби це не було втомливою справою .

Давайте також розглянемо це на числовому прикладі, використовуючи колишній калькулятор, на цей раз припускаючи тишу вітру. Знову ж таки, ми їдемо з рівномірним розширенням на 100 Вт. По горизонталі наша швидкість становить 33 км/год, подолавши 20-кілометрову ділянку за 36 хвилин. Якщо, навпаки, перша половина наступної ділянки, яка також становить 20 кілометрів, становить 5 відсотків у гору, а друга половина - 5 відсотків під гору, то (припускаючи, що людина вагою 90 кг + вага велосипеда) ми отримуємо 5 км/год за 2 години 90, не ми ревемо через інший бік протягом 7 хвилин. Все це тривало 127 хвилин, ми втратили півтори години порівняно з рівниною і були добре виснажені. Зворотно, звичайно, ситуація буде такою ж: "пагорб повернув", довгий альпініст повернув до нас, а короткий схил впав на інший бік. Звичайно, це слід розуміти не в кілометрах, а в часі, але це все ще правда, ніби дорога трохи піднімається, але стабільно.

Вибрані вами параметри можуть здатися недостатньо реалістичними, і в цьому випадку ви можете розрахувати за власними даними - бажаю хороших розрахунків та розваг! Однак співвідношення загальні, тому можна сказати, що досвід їзди на велосипеді справжній: вітер завжди дме перед вами, а нахили довші за схили. У виняткових випадках буває таке, що ми ковзаємо по схилу, у поперечному вітрі, але відповідно до середнього значення тривалого часу, ми боремось у вічному побічному вітрі, в гору, як щось сучасне.

Перекласти записи калькулятора:

  • Deine Geschwindigkeit - Ваша швидкість
  • Windgeschwindigkeit - Швидкість вітру
  • Дейн Гевіч - Ваша вага
  • Steigung - Rise Grad - Ступінь
  • беречне - кол!
  • Die die Geschwindigkeit beträgt - Відносна швидкість м/с або км/год
  • Der Gesamtwiderstand beträgt - Загальний опір коченню
  • Виведена кількість енергії, необхідна для підтримки постійної швидкості - Споживання енергії для підтримки постійної швидкості у ватах або калоріях на хвилину
  • (Зріз і нахил потрібно вводити з від’ємним знаком.)