Миша Улицкий
23 апреля 14:11.
272

Почему повышается скорость передвижения на самокате и велосипеде? Из-за механизма или из-за того, что человек использует другие мышцы?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
0
3 ответа
Поделиться

Из-за механизма. Колесо дает так называемое механическое преимущество. Приложенное к нему усилие дает преимущество в работе в 2пи раз (теоретически). Практически оно, естественно меньше из-за трения об поверхность, потерь в подшипниках, потерь из-за упругости шин и т.п. При использовании велосипеда, как правило, есть еще одно дополнительное преимущество из-за использования зубчатой цепной передачи, величина которого равна соотношению количества зубцов на большем и меньшем колесе (также теоретически) - на практике потери имеются и в этом механизме.

О возможностях вашего мозга Как думает человек, если не знает ни одного языка?Правда ли, что мужчины и женщины по-разному развиваются? Как мозг понимает, какая шутка смешная, а какая нет?Узнать больше

Потому, что качение - энергетически гораздо более выгодный способ передвижения, чем ходьба или бег. При качении энергия тратится только на преодоление сил трения. При ходьбе же тело совершает вертикальные движения и много энергии тратится на преодоление силы тяжести.   

Нужно, впрочем, отметить, что все преимущества качения сводятся на нет, если нужно перемещаться по сильно пересеченной местности. 

Виталий Гробштейнотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии

Только года два назад понял концепцию оборотов/момента, при том что водительский стаж на авто у меня на тот момент был уже два года, на мотоцикле 7, а на велосипеде и того 16. Любое механическое транспортное средство состоит из 3ёх движущих частей: двигатель, трансмиссия (сцепление, коробка передач, редукторы), шины либо другая сцепляющая поверхность. В случае велосипеда двигателем являются наши ноги. Недавно изменив высоту сиденья я заметил что начали работать другие мышцы ног, но ощутимой разницы при этом не наблюдалось. Так что мышцы - это вторичный фактор, учитывая его непостоянную производительность относительно механических двигателей. Далее у нас идёт коробка передач на велосипеде: тут для наглядности нужны опыты из средней школы, когда вращая маленькую шестерёнку, которая в свою очередь вращала большую шестерёнку - можно было прднять тяжёлый груз на высоту, прикладывая минимум силы. Либо когда вращаешь большую шестерёнку, которая вращает маленькую - ты можешь очень быстро совершить работу, поскольку у маленькой шестерни будут высокие обороты, но приложить нужно больше силы. Короче говоря трансмиссия преобразует момент силы, прикладываемый на плечо рычага (педали велика) в высокую скорость/низкий момент (на педалях большая звезда,на ведущем колесе маленькая), либо в низкую скорость/высокий момент (на педалях маленькая звезда, на ведущем колесе большая). Ну и остаётся колесо. Для грунтов используют широкие колеса с низким давлением (до 4 атмосфер), которые требуют большую поверхность сцепления, а значит и больший момент для движения. Ну а на городских и спортивных используют узкий профиль и давление 6-10 атмосфер для уменьшения пятна контакта. Одним словом механизм важнее мышц, так как те подстраиваются под любой механизм.

Ответить