Веревка привязана к педали велосипеда так, как показано на рисунке. Представьте себе, что вы тянете за веревку, а ваш приятель слегка придерживает велосипед за седло, не давая ему упасть. Что произойдет с велосипедом: поедет ли он вперед, назад или останется на месте?
Здравствуйте, HeaveN, Вы писали:
HN>Веревка привязана к педали велосипеда так, как показано на рисунке. Представьте себе, что вы тянете за веревку, а ваш приятель слегка придерживает велосипед за седло, не давая ему упасть. Что произойдет с велосипедом: поедет ли он вперед, назад или останется на месте?
HN>
Велосипед "потащится" назад с проскальзыванием заднего колеса. Проскальзывание приведет к тому, что заднее колесо (и педали) будет постепенно прокручиваться вперед, но велосипед все равно будет двигаться назад "против своей воли".
Здравствуйте, HeaveN, Вы писали:
HN>Веревка привязана к педали велосипеда так, как показано на рисунке. Представьте себе, что вы тянете за веревку, а ваш приятель слегка придерживает велосипед за седло, не давая ему упасть. Что произойдет с велосипедом: поедет ли он вперед, назад или останется на месте?
Однозначно поедет вперёд на расстояние равное
a = радиус педали, расстояние от точки привязки нитки до оси
b = разиус большой шестерни
c = радиус малой шестерни
d = радиус заднего колеса
Здравствуйте, adontz, Вы писали:
A>l = min(0.5*pi*d*b/c;a)
Забыл сказать что l это расстояние и для нормального велосипеда (с нормальными пропорциями) оно равно a
Здравствуйте, adontz, Вы писали:
A>Здравствуйте, HeaveN, Вы писали:
HN>>Веревка привязана к педали велосипеда так, как показано на рисунке. Представьте себе, что вы тянете за веревку, а ваш приятель слегка придерживает велосипед за седло, не давая ему упасть. Что произойдет с велосипедом: поедет ли он вперед, назад или останется на месте?
A>Однозначно поедет вперёд на расстояние равное
A>a = радиус педали, расстояние от точки привязки нитки до оси A>b = разиус большой шестерни A>c = радиус малой шестерни A>d = радиус заднего колеса
A>l = min(0.5*pi*d*b/c;a)
Допустим что так.
Велосипед при этом сместится вперёд на расстояние большее, чем педаль сместится относительно самого велосипеда назад. Следовательно, и сама рука, держащая верёвку, также сместится вперед. Заменим педаль барабаном того же радиуса, с намотанной на нём "бесконечной" верёвкой. При этом, велосипед сможет проехать гораздо больший путь.
Далее, внимательно приглядевшись к конструкции, можно заметить, что рука, держащая верёвку, просто напросто оказывает сопротивление движению велосипеда. Меняем руку на груз, волочащийся по земле. Кроме того, барабан с веревкой можно заменить на блок с веревкой, второй блок находится на волочащемся грузе.
Получилась очень симпатичная конструкция. Надо будет попробовать сделать.
Здравствуйте, adontz, Вы писали:
A>Здравствуйте, HeaveN, Вы писали:
HN>Веревка привязана к педали велосипеда так, как показано на рисунке. Представьте себе, что вы тянете за веревку, а ваш приятель слегка придерживает велосипед за седло, не давая ему упасть. Что произойдет с велосипедом: поедет ли он вперед, назад или останется на месте?
A>Однозначно поедет вперёд на расстояние равное
Ни в коем случае. Традиционный велосипед — машина, дающая проигрыш в силе и выигрыш в расстоянии. Пока педаль, к которой првязана веревка, находится в нижней точке своей траектории, педали назад на расстояние 'd' будет примерно соответствовать перемещению велосипеда вперед на расстояние 'd * c', где c больше 1. Ясно, что пока заднее колесо находится в сцеплении с поверхностью, на которой стоит велосипед, не существует таких положений велосипеда, которые удовлетворяли бы этому требованию. Поэтому вся конструкция будет стоять на месте, пока трение скольжения удерживает велосипед от перемещения назад. По мере нарастания усилия, с которой рука тянет веревку, наступит момент, когда этого усилие станет достаточным для преодоления силы трения скольжения и велосипед "потащится" назад, прбуксовывая задним колесом.
На самом деле всю конструкцию можно существенно упростить. Традиционная деревянная катушка (или шпулька) с нитками является стопроцентным аналогом велосипеда в данной ситуации. Если расположить катушку на горизнотальной поверхности так, чтобы нитка выходила из под нее снизу, то как ни тяни за эти нитку, катушка будет "тащиться" назад, вращаясь при этом вперед. То же самое будет происходить и с велосипедом.
Момент вращения на педале и заднем колесе равен (на колеса даже чуть меньше из-за трения в трансмиссии), но радиус заднего колеса больше чем радиус педали, соответственно сила меньше. В. должен двигаться назад.
Здравствуйте, Strudel, Вы писали:
S>Момент вращения на педале и заднем колесе равен (на колеса даже чуть меньше из-за трения в трансмиссии), но радиус заднего колеса больше чем радиус педали, соответственно сила меньше. В. должен двигаться назад.
Совершенно согласен! На примере той же катушки с нитками — катушка будет и перемещаться и крутиться назад. Это становится совершенно очевидным, если внутренний диаметр катушки (и размер плеча педали) устремить к нулю.
Здравствуйте, Strudel, Вы писали:
S>Момент вращения на педале и заднем колесе равен (на колеса даже чуть меньше из-за трения в трансмиссии),
Нет, в традиционном велосипеде (типа изображенного) они не равны. Ведущая (педальная) шестерня всегда больше ведомой (колесной). Поэтому момент на колесе заметно меньше момента на педалях.
S>но радиус заднего колеса больше чем радиус педали, соответственно сила меньше.
Разница в радиусах действительно дополнительно увеличивает проигрыш в силе. Но и разница диаметров шестерен тоже играет свою роль.
S>В. должен двигаться назад.
Пока не преодолена сила трения покоя в точке контакта колесо-поверхность, велосипед не будет двигаться никуда. А потом действительно назад.
Здравствуйте, Андрей Тарасевич, Вы писали:
АТ>Здравствуйте, Strudel, Вы писали:
S>Момент вращения на педале и заднем колесе равен (на колеса даже чуть меньше из-за трения в трансмиссии),
АТ>Нет, в традиционном велосипеде (типа изображенного) они не равны. Ведущая (педальная) шестерня всегда больше ведомой (колесной). Поэтому момент на колесе заметно меньше момента на педалях.
Момент равен везде, на любых передающих радиусах трансмиссии. А вот силы разные.
Здравствуйте, Strudel, Вы писали:
S>Момент вращения на педале и заднем колесе равен (на колеса даже чуть меньше из-за трения в трансмиссии),
АТ>Нет, в традиционном велосипеде (типа изображенного) они не равны. Ведущая (педальная) шестерня всегда больше ведомой (колесной). Поэтому момент на колесе заметно меньше момента на педалях.
S>Момент равен везде, на любых передающих радиусах трансмиссии. А вот силы разные.
Нет. Совершенно не верно. (Я, правда, не понял, что имеется в виду под "передающим радиусом". Передаточное число?) Передача 1:n (понижающая) повышает момент в n раз. Передача n:1 (повышающая) — соответствующим образом понижает момент в n раз. Это школьная физика.
Здравствуйте, Strudel, Вы писали:
АТ>Это школьная физика.
S>Но момент (f*r) сохраняется.
Что значит "сохраняется"? 'f*r' — это момент на валу. Он не "сохраняется", он просто чему-то равен. Но в данном случае мы говорим о двух валах и передаче момента от одного к другому. Момент при этом сохраняется только в том случае, если передаточное число строго равно 1.
S>Сейчас скажу банальность — проигрываем в силе выигрываем в расстоянии. И наоборот.
Все, что ты говоришь, — банальности, относящиеся к отдельно взятому валу. Не понимаю, как это относится к рассматриваемому вопросу. Если же у нас есть два вала и ведомый связан с ведущим, например, понижающей передачей 1:2, то на ведомом момент будет в два раза больше, чем на ведущем (а скорость вращения — в два раза меньше). Сейчас скажу банальность — выигрываем в моменте, проигрываем в скорости вращения вала (и наоборот). Произведение скорости вращения (об/мин) и момента (Н*м) — величина одинаковая для всех валов в системе. Эта величина называется мощностью. Вот она действительно сохраняется при передаче от вала к валу. Мощность, но не момент.
Здравствуйте, Андрей Тарасевич, Вы писали:
АТ>Это школьная физика.
Да, согласен, признаю — подзабыл кто там сохраняется .
Сила на передней и задней звездах равна. Радиус и момент на последней меньше. Ну а дальше — момент на задней звезде и "ободе" колеса равны, сила из-за большего радиуса меньше....
Совершенно согласен! На примере той же катушки с нитками — катушка будет и перемещаться и крутиться назад. Это становится совершенно очевидным, если внутренний диаметр катушки (и размер плеча педали) устремить к нулю.
