Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Przygotowali: Anna Barylska Jolanta Majda Katarzyna Niemiec Mateusz Tutka.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Przygotowali: Anna Barylska Jolanta Majda Katarzyna Niemiec Mateusz Tutka."— Zapis prezentacji:

1 Przygotowali: Anna Barylska Jolanta Majda Katarzyna Niemiec Mateusz Tutka

2 HISTORIA ROWERU 1813r.-1817r. – Karl Drais von Sauerbronn - pierwowzór roweru tzw. maszyna biegowa, 1839r. – trójkołowiec i jednoślad z pedałami napędzany na tylne koło, 1869r. – koło ze szprychami, powstanie bicykli, 1868r. – przekładnia łańcuchowa, 1884r. – John Kemp-Starley - pierwowzór roweru współczesnego, 1888r. – opatentowanie opony pneumatycznej, 1932r. – wprowadzenie przerzutek, 1962r. – powstanie rowerów składanych, 1978r – 1983r. – USA - powstanie rowerów górskich,

3 Pojazd Karla Draisa z 1817r

4 RODZAJE ROWERÓW górskie, BMX, wyścigowe szosowe, torowe, turystyczne, miejskie, dziecięce, treningowe, cyrkowe, transportowe,

5 Dlaczego łatwiej jest przejechać 5km na rowerze niż przejść na nogach?

6 Wykonana zostaje P R A C A Utrzymanie stałej prędkości ok.15 km/h wymaga pokonania siły równej 8N, tzn.: 4N = tarcie łożysk + tarcie opon 4N = opór powietrza czyli praca wykonana na odcinku 1km wynosi: W = 1000m * 8N = 8000J Ta sama wielkość w przypadku biegu wynosi: J

7 Koszt energetyczny transportu 1g masy na odcinku 1km Koszt transportu 1g masy na odcinku 1km przy jeździe rowerem przyjęto za równe 1

8 STABILNOŚĆ ROWERU I.Rower, człowiek i siła odśrodkowa. II.Efekt żyroskopowy. III.Przechylenie roweru a skręcenie przedniego koła.

9 I. Rower, człowiek i siła odśrodkowa. Układ inercjalny (obserwator) – siła dośrodkowa F d Układ nieinercjalny (rowerzysta) – siła odśrodkowa F od

10 DEFINICJA JAZDY NA ROWERZE W KATEGORIACH FIZYKI Jazda na rowerze polega na taki manewrowaniu kierownicą, aby rower poruszał się po torze o właściwym promieniu krzywizny r, tzn. takim, żeby odpowiadająca mu siła odśrodkowa wyprostowała upadający rower.

11 Dlaczego łatwiej prowadzi się rower przy dużej prędkości? Ponieważ siła odśrodkowa zależy także od p r ę d k o ś c i i wyraża się wzorem: F = M v 2 /r M – masa ciała, v – prędkość ciała, r – promień okręgu po którym ciało się porusza, Dla v dużego taką sama wartość siły odśrodkowej można uzyskać przy większej wartości r. Siła odśrodkowa nie występuje w ruchu prostoliniowym (r = ) oraz w spoczynku (v = 0).

12 II. EFEKT ŻYROSKOPOWY Obracające się ciało sztywne utrzymuje niezmienny kierunek osi obrotu, jest to e f e k t ż y r o s k o p o w y, jednym z jego przykładów jest zabawka bąk. Koło rowerowe stanowi rodzaj bąka. Wprowadzone w ruch obrotowy utrzymuje stały kierunek osi obrotu. Aby zmienić kierunek, czyli skręcić koło trzeba przyłożyć m o m e n t s i ł y.

13 Moment pędu J w odniesieniu do ustalonego punktu początkowego J = r x p = r x Mv gdzie: J – moment pędu r – promień krzywizny toru (koła) p – pęd ciała M – masa v – prędkość Moment siły N względem tego samego ustalonego punktu N = r x F gdzie: N – moment siły F – siła = Szybkość zmian momentu pędu w czasie jest równa momentowi siły.

14 Moment pędu jest stały, gdy nie działa zewnętrzny moment siły Moment siły jest skierowany prostopadle do pleców rowerzysty Aby skręcić np.: w lewo rowerzysta musi zastosować moment siły czyli przechyla się w lewo

15 III. Przechylenie roweru a skręcenie przedniego koła. Zgodnie z naturalnym dążeniem każdego układu do zminimalizowania swojej energii potencjalnej, przechylenie roweru (i to niekoniecznie w czasie jazdy) powoduje natychmiastowe skręcenie przedniego koła

16 Pomysły naukowca Davida Jonesa na rower, którym nie da się jeździć Pomysły naukowca Davida Jonesa na rower, którym nie da się jeździć Przymocowanie drugiego koła do przedniego widelca – efekty żyroskopowe się znosiły ale rower nie stracił stabilności, Zupełnie inny wynik przyniosła próba z samym tylko rowerem – swobodnie pchnięty rower, pozbawiony efektu żyroskopowego, natychmiast się przewracał. WNIOSEK Efekt ten jest istotny dla lekkiego, nieobciążonego roweru, podczas gdy dla roweru obciążonego rowerzystą można go w pierwszym przybliżeniu zaniedbać.

17 Pomysły naukowca Davida Jonesa na rower, którym nie da się jeździć Pomysły naukowca Davida Jonesa na rower, którym nie da się jeździć a) Rowery w których punkt przecięcia osi kierownicy z podłożem znajduje się przed punktem jego styczności z kołem (powszechnie stosowane). b) Rowery z odwróconym widelcem. c) Rowery z wysuniętym do przodu kołem.

18 Siły oporu jakie musi pokonać kolarz o masie M z prędkością v na rowerze o masie m F = 0,05 (M + m) + 0,015v 2 Każde podwojenie prędkości czterokrotnie zwiększ siłę oporu Zjeżdżamy w dół i wykorzystujemy istnienie siły grawitacji, która za nas pokonuje opory ruchu. (M + m) g sinS = 0,05 (M + m) + 0,015v 2 Kąt S określa nachylenie szosy w stosunku do poziomu. Z tego wzoru możemy wyliczyć maksymalną prędkość jaką rowerzysta może osiągnąć zjeżdżając swobodnie ze wzniesienia o kącie S.

19 Kąt nachylenia a maksymalna prędkość. Kąt nachylenia a maksymalna prędkość. (dla kolarza ważącego wraz z rowerem 90kg) Godny uwagi jest fakt, że już dla tak małego spadku jak 5 stopni, możliwa do uzyskania prędkość wynosi aż 70km/h.

20 Jazda pozioma ze stałą prędkością v Ponieważ moc P jest równa Fv i korzystając z poprzednich wyników mamy: P = 4,5v + 0,015v 3 [w watach] P = 0,0061v + 0,00002v 3 [w koniach mechanicznych] Moc potrzebna do utrzymania stałej prędkości jest stosunkowo mała. Utrzymanie prędkości 15 km/h wymaga zaledwie 0,04KM. Przy pedałowaniu przez minutę maksymalną moc kolarskiego mistrza ocenia się na około 0,8KM.

21 Jazda pod górę Jazda z prędkością v wymaga teraz pokonania siły F = (M + m) g sinS + 0,05 (M + m) + 0,015v 2 Moc jaka musi być dostarczona dla utrzymania prędkości v wynosi natomiast P = (900 sinS + 4,5) v +0,015v 3 Wykres mocy jako funkcji prędkości dla różnych kątów wzniesienia S

22 Przekładnia Tryb przedni n 1 zębów, tryb tylni n 2 zębów Wielkość przełożenia K określona jest stosunkiem n 1 /n 2 Twierdzenie Im większe przełożenie tym większa prędkość kolarza. Ponadto dimK<

23 Prędkość kątowa przedniej zębatki : Prędkość kątowa drugiej zębatki: im większe przełożenie tym większa prędkość Pokonywanie oporu T stawianemu układowi rower + kolarz. Jeśli rower porusza się ze stałą prędkością, to wypadkowy moment sił działających na koło jest równy zero, zatem gdzie: T- opór na obręczy koła r k T 2 – opór na zębatce o promieniu r 2 Zatem: Pokonujemy go przez obrót trybem przednim wywierając nacisk na pedał, którego ramię r p jest dłuższe niż promień trybu r 1. Siła, którą musimy działać, wynosi więc:

24 Zmniejszanie oporów ruchu Wygięcie kierownicy Pozycja kolarza Kask i buty aerodynamiczne Waga roweru Specjalne opony Pełne koła Spłaszczone koło łańcuchowe

25 Zredukowanie martwych punktów i około 10-procentowe zwiększenie wydajności jazdy określonej stosunkiem mocy uzyskanej do włożonej Zredukowanie martwych punktów i około 10-procentowe zwiększenie wydajności jazdy określonej stosunkiem mocy uzyskanej do włożonej Zmniejszenie przełożenia w stosunku r / R

26 Osłona kolarza ze specjalnie przygotowanym do tego celu samochodem

27 Zadanie domowe


Pobierz ppt "Przygotowali: Anna Barylska Jolanta Majda Katarzyna Niemiec Mateusz Tutka."

Podobne prezentacje


Reklamy Google