Дискуссионный математический форумМатематический форум
Математический форум Math Help Planet

Обсуждение и решение задач по математике, физике, химии, экономике

Теоретический раздел
Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]
MathHelpPlanet.com RSS-лента Математического форума

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 11 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Устойчивость велосипеда
СообщениеДобавлено: 23 май 2019, 21:20 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
15 мар 2016, 15:08
Сообщений: 5486
Cпасибо сказано: 59
Спасибо получено:
844 раз в 805 сообщениях
Очков репутации: 163

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Совсем лёгкий вопрос придумал и скорее всего не новый. Но может кого заинтересует?
Вопрос: почему велосипед гораздо устойчивее на высокой скорости?

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость велосипеда
СообщениеДобавлено: 23 май 2019, 22:20 
Не в сети
Light & Truth
Зарегистрирован:
08 апр 2015, 12:21
Сообщений: 3722
Cпасибо сказано: 109
Спасибо получено:
1258 раз в 1169 сообщениях
Очков репутации: 180

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Можно рассмотреть совсем простой случай - почему быстро катящееся колесо более устойчиво?
А если рассматривается велосипед с байкером, то на более высокой скорости управляемость велосипеда гораздо легче при его отклонениях в сторону.


Последний раз редактировалось michel 23 май 2019, 22:33, всего редактировалось 1 раз.
Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость велосипеда
СообщениеДобавлено: 23 май 2019, 22:33 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
15 мар 2016, 15:08
Сообщений: 5486
Cпасибо сказано: 59
Спасибо получено:
844 раз в 805 сообщениях
Очков репутации: 163

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
michel писал(а):
Можно рассмотреть совсем простой случай - почему быстро катящееся колесо более устойчиво?

Я в не эту сторону смотрел. Тут играет гироскопический эффект. В случае велосипеда устойчивость обеспечивается рулём. Хотя и гироскопический эффект тоже имеет место.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость велосипеда
СообщениеДобавлено: 24 май 2019, 02:30 
Не в сети
Мастер
Зарегистрирован:
02 июн 2018, 08:50
Сообщений: 227
Cпасибо сказано: 7
Спасибо получено:
29 раз в 29 сообщениях
Очков репутации: 4

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
На маленькой скорости нужно сильнее поворачивать руль при одинаковом отклонении от вертикальной оси велосиспеда. Видимо нужно рисовать векторы сил и исходить из того, что на большой скорости меньший поворот руля дает большую "восстанавливающую" равновесие силу. И рассматривать силу трения колеса о поверхность земли в разных направлениях. Сумбурно так кажется (если не рассматривать эффект гироскопа). И может быть нужно привлекать к решению понятие импульса движения тела.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость велосипеда
СообщениеДобавлено: 24 май 2019, 08:21 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
15 мар 2016, 15:08
Сообщений: 5486
Cпасибо сказано: 59
Спасибо получено:
844 раз в 805 сообщениях
Очков репутации: 163

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Я рассуждал так. Для сохранения равновесия велосипедист должен повернуть руль в сторону отклонения. Велосипед поедет по дуге окружности и возникнет центробежная сила [math]F=mv^2 \slash R[/math] . Просто эта сила со скоростью растёт. Хотя и радиус поворота при этом растёт, но не так быстро. Этот радиус обратно пропорционален углу поворота руля. Видно, что руль надо поворачивать меньше при увеличении скорости.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость велосипеда
СообщениеДобавлено: 24 май 2019, 15:15 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
15 мар 2016, 15:08
Сообщений: 5486
Cпасибо сказано: 59
Спасибо получено:
844 раз в 805 сообщениях
Очков репутации: 163

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
searcher писал(а):
Хотя и гироскопический эффект тоже имеет место.

Кстати, да. Заметил, что старые советские дорожные велосипеды с тяжёлыми шинами и колёсами более устойчивы, чем современные спортивные с лёгкими колёсами и шинами.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость велосипеда
СообщениеДобавлено: 04 июл 2019, 19:37 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
16 июн 2016, 15:38
Сообщений: 2669
Откуда: Калининградская область
Cпасибо сказано: 233
Спасибо получено:
183 раз в 176 сообщениях
Очков репутации: 26

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Что влияет на нарушение устойчивости положения велосипеда? Внешние факторы. Но мы знаем, что:

Изображение

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость велосипеда
СообщениеДобавлено: 04 июл 2019, 23:44 
Не в сети
Light & Truth
Зарегистрирован:
28 мар 2014, 23:59
Сообщений: 4508
Cпасибо сказано: 382
Спасибо получено:
324 раз в 306 сообщениях
Очков репутации: 32

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Думаю, что одной инерцией здесь не обойтись. Тем более, что конструкция велосипеда не позволяет ему оставаться в покое или равномерно-прямолинейно двигаться, поскольку его колеса вращаются и обладают массой. Т.е. для велосипеда не существует инерциальных систем отсчета. Отдельно для рамы существуют, а для велика с вращающимися колесами в целом - нет.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость велосипеда
СообщениеДобавлено: 05 июл 2019, 01:06 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
16 июн 2016, 15:38
Сообщений: 2669
Откуда: Калининградская область
Cпасибо сказано: 233
Спасибо получено:
183 раз в 176 сообщениях
Очков репутации: 26

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Масса отдельно взятых колёс много меньше массы всей конструкции с велосипедистом, поэтому, в первом приближении, этим можно пренебречь. Чем больше масса тела и выше его скорость, тем устойчивее его движение. Попробуйте чем-либо извне отклонить от траектории несущийся локомотив, сошедший с рельс: он просто будет всё сметать на своём пути!
Выше упомянули импульс. Инерция с ним напрямую связана.
ХИНТ: на велике можно ехать под наклоном к трассе, на боковой поверхности колес, при этом, управление рулём вообще блокируется, однако, велосипед стабильно продолжает движение. Мишка в цирке вообще без рулевого управления на одном колесе ездит и не падает (см. моноцикл).

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость велосипеда
СообщениеДобавлено: 05 июл 2019, 23:34 
Не в сети
Light & Truth
Зарегистрирован:
28 мар 2014, 23:59
Сообщений: 4508
Cпасибо сказано: 382
Спасибо получено:
324 раз в 306 сообщениях
Очков репутации: 32

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
3axap писал(а):
Попробуйте чем-либо извне отклонить от траектории несущийся локомотив, сошедший с рельс: он просто будет всё сметать на своём пути!


Я думал, что с велосипедом несколько другая устойчивость подразумевалась. Понятно, что чем больше масса и скорость, тем больше и инерция. По-моему подразумевалось вот что, если велосипедист стоит на месте на 2-х колесах, то ему чрезвычайно трудно балансировать, если он едет медленно, то так же достаточно трудно удержать равновесие, но если он мчится со скоростью, то можно вообще отпустить руль и крутить педали. А вот если это будут сани или снегокат, то наоборот, стоя на месте на них не перевернешься, если будешь ехать медленно, то вероятность перевернуться мала, а с увеличением скорости она повышается. Велосипедист на большой скорости может наклонить велосипед и ехать на боковой поверхности колеса, закладывая на бок своего коня на виражах. А вот стоя на месте, он этого не сделает. Если велосипедиста на большой скорости поместить на лед, то он потеряет устойчивость. А почему? Сила трения качения возрастает со скоростью, возможно это как-то влияет на устойчивость.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему    На страницу 1, 2  След.  Страница 1 из 2 [ Сообщений: 11 ]

 Похожие темы   Автор   Ответы   Просмотры   Последнее сообщение 
Асимптотическая устойчивость

в форуме Дифференциальные и Интегральные уравнения

Qller

6

138

21 май 2018, 14:13

Устойчивость системы

в форуме Дифференциальные и Интегральные уравнения

Class

5

175

12 мар 2018, 22:05

Устойчивость по Ляпунову

в форуме Дифференциальные и Интегральные уравнения

dddsss

8

178

12 май 2019, 14:31

Устойчивость схемы

в форуме Дифференциальные и Интегральные уравнения

Fiztechofets

1

227

20 дек 2015, 18:32

Исследовать на устойчивость

в форуме Дифференциальные и Интегральные уравнения

DarkAngel

0

228

21 сен 2013, 11:11

Метод гармоник(Устойчивость)

в форуме Дифференциальные и Интегральные уравнения

zolla

0

329

11 апр 2017, 11:12

Устойчивость по первому приближению

в форуме Дифференциальные и Интегральные уравнения

351w

6

120

14 май 2018, 15:47

Непродолжаемые решения, устойчивость

в форуме Дифференциальные и Интегральные уравнения

lolita

7

542

26 авг 2012, 12:33

Метод Ритца, А-Устойчивость

в форуме Численные методы

Keridven

1

550

11 янв 2012, 18:59

Решить систему ДУ и исследовать ее на устойчивость

в форуме Дифференциальные и Интегральные уравнения

Yana Kostyuk

3

364

08 фев 2013, 11:09


Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Яндекс.Метрика

Copyright © 2010-2019 MathHelpPlanet.com. All rights reserved