急转弯加载前轮?


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高速急转弯时,改变重量以减少打滑的风险有意义吗?

我认为这样做没有意义。无论重量如何分配,两个车轮均以相同的角度靠在地面上。车轮是否开始打滑仅取决于轮胎/道路特性以及该角度,而不取决于作用的力。但是我的一个朋友在自行车运动中比我更有经验(而在基础物理学中则比我少),他坚持认为最好通过增加前轮的重量来“平衡重量”。

假设前后轮胎相同,对于后一种说法是否有任何论点?


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一般来说,轮胎可以实现的侧向摩擦力与轮胎上的垂直载荷成正比。如果可以在不增加更多横向负载的情况下垂直“加载”前轮,那么从理论上讲这会有所帮助,但我怀疑这样做是否可行。最好只是保持一切稳定。
Daniel R Hicks

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(如果轮胎物理倾斜,则情况将变得更加复杂,因为在不同时增加向外力的情况下很难增加向下的力。)
Daniel R Hicks

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我可以想象,它还取决于转弯的程度,以及弯边还是平转以及转弯的长度。如果您可以将重物压入be毛而不是在没有适当的rm毛的情况下仅绕发夹弯转,则涉及到的物理原理将发生变化。
Nate W

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我投票结束这个问题是因为题外,因为当有关重量和质量不同的辩论出现在评论中时,它属于Physics.se
mattnz

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我不同意我尊敬的同事@mattnz。如果要在[physic.se]上提出这样的问题,那肯定是话题。但这也是这里的主题,因为它与自行车运动和自行车运动技术有关。我投票保留它。
andy256 '16

Answers:


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我说的山地自行车经验比道路要多得多,但是道路是相似的。

就恢复或不可恢复的结果而言,前轮滑动往往比后轮严重。新手本能地避开前面,坐直并在事态变紧时向后倾斜,卸下前轮并导致前轮滑动-这是最糟糕的事情。

因此,最好指示经验不足的骑手为前轮增加更多负荷。这样,当平衡不完美时,很可能是后轮滑动了,自然的本能会将重量重新平衡到更均匀的分布,从而使恢复的可能性更大(如果很小)。

您的物理学忽略了人为因素,您指示新手加载前轮,如果骑行在几百万公里内,他不再需要。


仅加载前面板(新手或其他任何物体)的想法的问题在于,这样做需要在转弯之前或转弯时向前改变重量分布。表示您试图转弯时正在施加向前的力。通过向两个车轮施加向下的力并在转弯时增加两个车轮的牵引力,可以达到更好的效果。
删除的用户

新手需要通过平衡重量来从本能的“减重”响应发展为动态加载自行车。如果您想让新手在仍然拉回拐角处的杠铃时动态加载自行车,则可以参加一系列困难的课程。
mattnz '16

我会部分同意这一点,但是我会说,他们最好学会“保持原位”并减速至合理的速度,然后在他们摆脱了“后仰”本能之后继续学习如何加载两个轮子。 。尝试教授一种效率较低,使转弯更加困难并最终应被放弃的中级技能似乎没有必要。
已删除的用户

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daccess-ods.un.org daccess-ods.un.org前轮的滑动往往比后轮的滑动严重。因此,最好指示经验不足的骑手多给前轮加重。-这是我最初的问题:增加车轮重量会减少打滑的可能性。如果确实如此,那么重2倍的骑车人将能够比轻者好2倍。这是错误的。
康斯坦丁·谢米亚克

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您的逻辑有缺陷-两倍的较重骑行需要两倍的力才能以相同的速度弯曲,他从自己的体重产生两倍的力,因此转弯时的速度与较轻的骑手相同。只要它影响打滑的机会-平衡车轮上的力就可以减少打滑的机会。在轻载的车轮上增加重量会减少您的机率,在重载的车轮上增加重量会减少该车轮打滑的机率,但重量来自另一个车轮。它的分布均匀。
mattnz '16

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他是对的。

1)在骑行中,后轮的重量更多地分布在后轮上(大约70后30前)。因此,即使假设两个车轮的倾斜角度相同,前轮也会首先失去牵引力(摩擦力与反作用力成正比)。这是因为前轮的“抓地力”极限小于后轮。

2)当骑手开始转弯或改正转弯时,两个车轮未完全以相同的角度倾斜。前轮既可以倾斜也可以使自行车转向(见图)。在简化模型中,您可以认为前轮是自行车中唯一能够“校正” 转弯离心力的部件。为了纠正转弯,前轮需要1)反向转向,以平衡倾斜,然后2)适当地改变转向。整个过程意味着前轮更容易失去抓地力(后轮更换方向比前轮少)。

您可以从Criggie的答案中看到视频,这是在他试图校正“倾斜”和“拐角半径”之后,前轮失去了抓地力。

3)前轮也有较少的接触斑(由于再次分配负载)。当您处于正常骑车位置时,后轮胎通常会被“放平”一点,这可以得到验证。

视频:

在此处输入图片说明

部分动量:前轮和后轮之间共享的动量(来自骑手和自行车本身)

车手动量:转弯时,自行车通常以“原始”动量成一定角度打哈欠(以便转弯)。这就是为什么我们需要倾斜以平衡导致滚动方向扭矩的“原始”动量的原因。


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前部将首先失去牵引力(摩擦力与反作用力成正比)。此外,向弯道中心提供加速的摩擦力也与重量成正比。两者之间的关系仅取决于速度和曲率,而不取决于重量。否则,相对于轻便的骑自行车者来说,按重量比例成比例的弯角要容易得多!
康斯坦丁·谢米亚克

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如果前轮产生大部分离心力,则意味着前轮的向心加速度比后轮高,并且自行车会旋转。
ojs

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@ojs不一定,我应该更清楚地指出它应该在拐角处。自行车需要偏航改变方向,那就是当它很容易让前轮失去抓地力
仁Lê

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@ojs我认为您应该将自行车建模为低速转弯(这是我的图表所描述的,没有打滑或打滑),而不是具有打滑角的赛车动力学。
仁Lê

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我认为您应该阅读有关轮胎的文章:racingcardynamics.com/racing-tires-lateral-force。它解释了滑移角如何工作以及为什么它与滑移不同。骑行时,自行车轮胎会出现明显的变形,当自行车倾斜时,变形也是横向的。
ojs

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我个人经历过两次前轮滑行,一次在公路上,另一次在干燥的单轨上。

这是一条路:

在前轮上增加重量会暂时增加接触垫的尺寸。如果您的自行车和骑行者为200磅,轮胎/轮胎压力为100 PSI,则每个轮胎承受的重量为100磅,其接触面积为1平方英寸(这里的英制尺寸非常好,对不起)

因此,如果您在前轮上再加5磅重,则接触斑块面积将增加5%。

不利的一面是,如果您仍然要滑出,在错误的时刻增加前部的重量会使您下沉。

另外,前部的重量是从后部脱落的重量。后轮的踩踏更容易控制,但仍然不是令人愉快的体验。

最好的答案是以您可以控制的速度撞到角落,不要太快,但要足够快以在转弯时保持动力。


注意:以上视频来自车把。它的左弯很陡,以最左侧的“踢”而闻名。涂成白色的线使我更加沮丧,我正刹车到角落。我设法恢复了前轮的滑移率,但是那时候我已经过马路了。再走一米,我将重新获得控制权。


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最终在牵引力作用下击中那条白线。在拐角中间收紧转弯半径也无济于事。我个人本来会转弯更宽(比您做的宽,保持更宽的时间,同时在那里擦洗速度),然后在刹车时瞄准恒定的半径转弯,以夹住那个隐蔽的顶点。-#ArmChairCycling
Rider_X '16

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通过在外侧踏板上加重来降低重心,有助于保持稳定性,并坐在后轮上以增加后轮的抓地力。因此,根据我的经验,在拐角处制动是不明智的,因为您更可能失去牵引力。


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由于这与其他答案不同,因此,如果您可以解释您的推理或提供指向权威来源的链接,而不仅仅是发表声明,这将非常有用。
莫兹
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