Прирост скорости гибридов против МТБ

[Pranevich Ihar]

Продавливание пальцем никакого отношения к пятну контакта не имеет.

Почему же,- это быстрая качественная оценка жёсткости. Когда велосипедист усаживается на велосипед, происходит деформация шины колеса, в соответствии с законом Гука, на величину x=F/k (F=mg- деформирующая сила (m- масса, приходящаяся на колесо, g- ускорение свободного падения), k- жёсткость), и чем она больше, тем больше площадь пятна контакта,- то есть они больше при той же величине деформирующей силы, но меньшей жёсткости.

---------- Добавлено в 11:42 ---------- Предыдущее сообщение было в 11:30 ----------

Трение качения зависит от потерь в резине.

Зависит от величины деформации и жёсткости шины с воздухом, которую можно представить как набор пружин: воздух с боковыми стенками покрышки соединён параллельно, а эта система с центральной частью, соприкасающейся с дорогой,- последовательно.

[Were1325]

Почему же,- это быстрая качественная оценка жёсткости.

Возможно это и оценка жёсткости, но к пятну контакта это всё отношения всё равно не имеет.

Когда велосипедист усаживается на велосипед, происходит деформация шины колеса, в соответствии с законом Гука, на величину x=F/k (F=mg- деформирующая сила (m- масса, приходящаяся на колесо, g- ускорение свободного падения), k- жёсткость),

Нет. Если даже попытаться впихнуть сюда эту неподходящую формулу то коэфициент k в ней будет меняться в зависимости от площади пятна, которая зависит от x. То есть x=F/k(x). Естественно, посчитать что-либо из такой формулы будет затруднительно, да и не нужно, потому что есть более уместная и простая: S = F/rho (rho - давление, S - площадь пятна). Сила зависит линейно от площади пятна, а не от высоты проминания.

Зависит от величины деформации и жёсткости шины с воздухом, которую можно представить как набор пружин: воздух с боковыми стенками покрышки соединён параллельно, а эта система с центральной частью, соприкасающейся с дорогой,- последовательно.

Слишком сложно.
Пытаться моделировать детальное распределение сил в самой покрышке бесполезно, там всё слишком запутанно и зависит от множества факторов которые нам неизвестны. Гораздо проще из равенства сил реакции опоры с силой давления на опору, зная давление, найти площадь. А покрышка уже промнётся до нужной высоты и примет нужную форму чтобы это выполнялось, никуда не денется.

[Pranevich Ihar]

к пятну контакта это всё отношения всё равно не имеет.

Чем больше деформация шины, тем больше и площадь пятна контакта. Идеальный случай- покрышка не деформируется, пятно контакта отсутствует.

---------- Добавлено в 18:20 ---------- Предыдущее сообщение было в 18:12 ----------

попытаться впихнуть сюда эту неподходящую формулу

Как раз таки формула и подходящая. Например, если жёсткось воздушной велосипедной вилки ещё как- то можно связать с давлением воздуха в ней, то пружинно- эластомерной нет.

---------- Добавлено в 18:36 ---------- Предыдущее сообщение было в 18:20 ----------

более уместная и простая: S = F/rho (rho - давление, S - площадь пятна)

Здесь какая- то путаница наблюдается с нехваткой физических величин,- есть сила нормального давления на колесо, давление воздуха в шине, площади различных поверхностей. По приведённой формуле можно рассчитать, с какой силой F находящийся в камере при давлении rho (общепринятое обозначение давления p) воздух действует на её стенки общей площадью S.

[tufoed]

Боюсь только, что велосипедисты не будут покупать шины, если их вес будет в районе 1 кг каждой.

Если это 5", будут отрывать с руками.

К системе "велосипедист- велосипед" закон сохрнения энергии применять нельзя, потому что действуют внешние неконсервативные силы- тяги и сопротивления.

Если пренебрегать сопротивлением воздуха, а мы им пренебрегаем при рассмотрении катимости покрышек, из внешних сил останется только сила трения скольжения в пятне контакта покрышки с дорогой. Конечно, эта сила совершает немного работы (ее количество предлагается оценить самостоятельно), но в целом не будет очень уж большой ошибкой считать эту величину за о малое от остальных потерь, и, следовательно, тоже пренебречь. Все остальные силы сугубо внутренние, а их консервативность на применимость законов сохранения не влияет.

Коэффициент трения качения

Если посмотреть на формулу, то он обратно пропорционален радиусу. Не очень понятно, какой радиус кривизны следует подставлять в формулу (у покрышки их два), но совершенно очевидно, что у толстой покрышки оба радиуса больше, чем у тонкой.

В узкой шине жёсткость воздуха будет больше

Жесткость воздуха не определена, т.к. это не твердое тело. Давайте уже использовать корректные выражения, а то хз, что вы хотели сказать этим. Давление, если имелось в виду оно, одинаковое.

И на высоком, и на низком одинаковом давлении жёсткость пневмошины меньшего объёма, установленной на тот же обод, больше.

Все понимают, что это неверно? Даже если заморочиться и рассмотреть величины второго порядка (т.е. насколько изменяется объём шины при изменении площади пятна контакта), разница будет в другую сторону. А если на них забить, как на о малое (что будет совершенно резонно), то разницы вообще нет.

Когда пальцем продавливается покрышка, качественно оценивается именно жёсткость.

Качественно оценивается субъективный параметр "норм/не норм". А что-то еще оценивается именно количественно. А вот что именно оценивается, зависит от методики оценки. Не знаю, какую применяете вы, я предпочитаю оценивать именно давление.

[Pranevich Ihar]

Не очень понятно, какой радиус кривизны следует подставлять в формулу

В законе Кулона для определения модуля силы трения качения r- радиус колеса.

---------- Добавлено в 20:35 ---------- Предыдущее сообщение было в 20:34 ----------

из внешних сил останется только сила трения скольжения в пятне контакта покрышки с дорогой

Колесо скользит разве по дороге, не катится?

---------- Добавлено в 20:39 ---------- Предыдущее сообщение было в 20:35 ----------

Жесткость воздуха не определена, т.к. это не твердое тело.

Почему? Можно условно считать твёрдым телом, просто модуль Юнга (в данном случае- давление воздуха в шине) на порядки меньше чем, например, для стали.

---------- Добавлено в 20:41 ---------- Предыдущее сообщение было в 20:39 ----------

Все понимают, что это неверно?

Кто в этом понимает, так не считает.

[tufoed]

Колесо скользит разве по дороге, не катится?

Если бы скользило, сила трения скольжения совершала бы значительное количество работы.

[Pranevich Ihar]

сила трения скольжения совершала бы значительное количество работы

Почему тогда она упоминается?

из внешних сил останется только сила трения скольжения в пятне контакта покрышки с дорогой

Почему не упоминается неконсервативная сила трения качения, работа которой существенна?

[tufoed]

Почему не упоминается неконсервативная сила трения качения, работа которой существенна?

Потому что работа этой силы не изменяет внутреннюю энергию системы.

---------- Добавлено в 20:55 ---------- Предыдущее сообщение было в 20:51 ----------

Можно условно считать твёрдым телом

Модуль Юнга не ноль только для твердых тел и вязких жидкостей. Воздух ни то, ни другое. Свойства вязкой жидкостью он проявляет при очень специфических условиях, которые в область определения нашей задачи не попадают.

[Pranevich Ihar]

Потому что работа этой силы не изменяет внутреннюю энергию системы.

Изменяет,- её работа, как и других диссипативных сил, происходит за счёт энергии велосипедиста, прикладывающего усилия к педалям для движения велосипеда вперёд, и обратно ему не возвращается; перемещение есть- есть и тормозящая сила, сопротивления качению. При этом внутренняя энергия воздуха в шине практически не изменяется, но это уже другая система.

[Were1325]

Чем больше деформация шины, тем больше и площадь пятна контакта. Идеальный случай- покрышка не деформируется, пятно контакта отсутствует.

И что?

Как раз таки формула и подходящая. Например, если жёсткось воздушной велосипедной вилки ещё как- то можно связать с давлением воздуха в ней, то пружинно- эластомерной нет

Причём тут вилки вообще? У них всё по-другому, не надо обманываться тем что у них внутри тоже воздух.

Здесь какая- то путаница наблюдается с нехваткой физических величин,- есть сила нормального давления на колесо, давление воздуха в шине, площади различных поверхностей. По приведённой формуле можно рассчитать, с какой силой F находящийся в камере при давлении rho (общепринятое обозначение давления p) воздух действует на её стенки общей площадью S.

Никакой нехватки тут нет. Обозначение и правда перепутал но это формальности. S=F/p. F = p*S. Стенка интересует только одна - пятно контакта у которого с одной стороы воздух а с другой дорожное покрытие. А сила эта - сила воздействия на опору. Никакие другие величины на площадь пятна контакта не влияют.