Jedan od najomiljenijih vidova aktivne rekreacije je biciklizam. Osim što vam bicikl omogućava da ojačate i razvijete razne mišiće (mišiće nogu, ruku, leđa i trbuha), on je i sredstvo da vidite lokalne atrakcije ili se jednostavno razveselite vozeći ga sa cijelom porodicom. ili sa prijateljima. Međutim, nepravilna vožnja bicikla može uzrokovati modrice i ogrebotine. Pogotovo kada vozite velikom brzinom pri skretanju. Hajde da pokušamo da shvatimo šta treba da uradite da biste bezbedno kretali zavojima dok vozite bicikl.
Kada se pedale bicikla okreću, sila bicikliste se prenosi na točkove, tako da oni počinju da se okreću. Biciklističke gume su u interakciji sa površinom puta. Sile ove interakcije su sila reakcije oslonca i sila trenja, potonja je ta koja uzrokuje kretanje bicikla i također štiti bicikl od klizanja tijekom skretanja. Što je veća sila trenja između guma bicikla i površine puta, to će vožnja biti sigurnija i pouzdanija, posebno u krivinama. Maksimalna sila trenja je sila trenja klizanja, određena je formulom:
gdje je koeficijent trenja, a N je sila reakcije oslonca usmjerena okomito prema gore.
Tokom skretanja, bicikl se kreće duž luka određenog polumjera R (vidi pogled odozgo). U ovom slučaju, brzina bicikla je usmjerena tangencijalno na putanju, a centripetalno ubrzanje i sila trenja koja drži biciklista usmjereni su prema središtu luka. Prema drugom Newtonovom zakonu:
S obzirom da je sila gravitacije usmjerena okomito naniže, a centripetalno ubrzanje jednako,
nalazimo da se minimalni mogući polumjer luka izračunava po formuli:
Koeficijent trenja gume je u rasponu od 0,5 do 0,8 za suhi asfalt i u rasponu od 0,25 do 0,5 za mokri asfalt. Stoga, kada se vozi brzinom od 15 km/h (približno 4,2 m/s), sigurno će se okretati po luku radijusa R = 4,2 2 / (0,5 9,8) = 3,6 m (suhi asfalt) i R= 4,2 2 / (0,25 9,8) = 7,2 m (mokri asfalt).
Također treba napomenuti da za održavanje ravnoteže pri skretanju morate lagano nagnuti bicikl u smjeru skretanja.
Koristeći predloženu metodu, predlažemo da izračunate:
- siguran radijus luka okretanja pri brzini od 24 km/h na suhom zemljanom putu (koeficijent trenja 0,4) i na ledu (koeficijent trenja 0,15);
- ugao α nagiba bicikla za održavanje ravnoteže pri okretanju istom brzinom, uzimajući u obzir da se centrifugalna sila primjenjuje na centar mase bicikla.
Da biste spriječili da dvotočkaš padne, morate stalno održavati ravnotežu. Budući da je površina za oslonac bicikla vrlo mala (u slučaju bicikla na dva kotača, to je samo ravna linija povučena kroz dvije točke u kojima kotači dodiruju tlo), takav bicikl može biti samo u dinamičkoj ravnoteži. To se postiže upravljanjem: ako se bicikl naginje, biciklist naginje upravljač u istom smjeru. Kao rezultat toga, bicikl počinje da se okreće, a centrifugalna sila vraća bicikl u uspravan položaj. Ovaj proces se odvija kontinuirano, tako da se dvotočkaš ne može voziti strogo pravo; Ako je upravljač fiksiran, bicikl će sigurno pasti. Što je veća brzina, veća je centrifugalna sila i manje je potrebno da skrenete volan da biste održali ravnotežu.
Prilikom skretanja morate nagnuti bicikl u smjeru skretanja tako da zbroj gravitacije i centrifugalne sile prođe kroz liniju potpore. U suprotnom, centrifugalna sila će prevrnuti bicikl u suprotnom smjeru. Kako kada se krećete u pravoj liniji, nemoguće je idealno održavati takav nagib, a upravljanje se provodi na isti način, samo se položaj dinamičke ravnoteže pomiče uzimajući u obzir nastalu centrifugalnu silu.
Dizajn upravljanja biciklom olakšava održavanje ravnoteže. Osa rotacije volana nije okomita, već je nagnuta unazad. Takođe se proteže ispod ose rotacije prednjeg točka i ispred tačke gde točak dodiruje tlo. Ovim dizajnom se postižu dva cilja
- Kada prednji točak bicikla u pokretu slučajno odstupi od neutralnog položaja, javlja se moment trenja u odnosu na upravljačku osovinu, koji vraća točak u neutralni položaj.
- Ako nagnete bicikl, pojavljuje se moment sile koji okreće prednji točak u smjeru nagiba. Ovaj trenutak je uzrokovan silom reakcije tla. Primjenjuje se na tačku gdje točak dodiruje tlo i usmjeren je prema gore. Budući da osovina upravljanja ne prolazi kroz ovu tačku, kada je bicikl nagnut, sila reakcije tla se pomjera u odnosu na osovinu upravljanja.
Tako se vrši automatsko upravljanje, pomažući u održavanju ravnoteže. Ako se bicikl slučajno nagne, prednji točak se okreće u istom smjeru, bicikl počinje da se okreće, centrifugalna sila ga vraća u uspravan položaj, a sila trenja vraća prednji točak u neutralni položaj. Zahvaljujući tome, možete bez problema voziti bicikl "bez ruku". Bicikl sam održava ravnotežu. Pomicanjem centra gravitacije u stranu, možete održavati konstantan nagib bicikla i napraviti skretanje.
Može se primijetiti da sposobnost bicikla da samostalno održava dinamičku ravnotežu ovisi o dizajnu vilice upravljača. Odlučujući faktor je reakcioni krak oslonca točka, odnosno dužina okomice spuštene od tačke kontakta točka sa tlom do ose rotacije vilice; ili, što je ekvivalentno, ali lakše za mjerenje, je udaljenost od točke kontakta točka do točke presjeka ose rotacije vilice sa tlom. Dakle, za isti kotač će rezultirajući moment biti veći, što je veći nagib ose rotacije vilice. Međutim, da bi se postigle optimalne dinamičke karakteristike, nije potreban maksimalni obrtni moment, već strogo definisan: ako će premali obrtni moment dovesti do poteškoća u održavanju ravnoteže, onda će preveliki moment dovesti do oscilatorne nestabilnosti, posebno “ shimmy” (vidi dolje). Stoga je položaj ose točka u odnosu na osu viljuške pažljivo odabran tokom projektovanja; Mnoge biciklističke vilice su dizajnirane da savijaju ili jednostavno pomjeraju osovinu kotača naprijed kako bi se smanjio višak kompenzacijskog momenta.
Pri velikim brzinama (od približno 30 km/h) na prednjem točku može doći do tzv Brzinsko kolebanje, ili "shimi" je dobro poznata pojava u avijaciji. Sa ovom pojavom, točak se spontano ljulja udesno i ulijevo. Zavoji velikom brzinom su najopasniji kada se vozi „bez ruku“ (tj. kada biciklista vozi ne držeći upravljač). Razlog za kolebanje pri velikim brzinama nije loša montaža ili slabo pričvršćenje prednjeg točka, već su uzrokovane rezonancijom. Treperenje brzine je lako zaustaviti usporavanjem ili promjenom držanja, ali ako to ne učinite, mogu biti smrtonosni.
Pri velikim brzinama možete koristiti kontra-upravljanje, tehniku poznatu motociklistima, za upravljanje biciklom. Lagano gurnite desni volan od sebe i držite ga u ovom položaju - skrenite desno. Guramo onu lijevo - skrećemo lijevo.
Vožnja bicikla je efikasnija (u smislu potrošnje energije po kilometru) od hodanja i vožnje. Vožnja bicikla brzinom od 30 km/h sagorijeva 15 kcal/km (kilokalorije po kilometru), odnosno 450 kcal/h (kilokalorije na sat). Pri hodu brzinom od 5 km/h sagorijeva se 60 kcal/km ili 300 kcal/h, odnosno vožnja bicikla je četiri puta efikasnija od hodanja u smislu potrošnje energije po jedinici udaljenosti. Budući da vožnja bicikla sagorijeva više kalorija na sat, to je i bolja vježba. Prilikom trčanja, potrošnja kalorija po satu je još veća. Mora se uzeti u obzir da uticaj trčanja, kao i nepravilna vožnja bicikla (na primjer, vožnja uzbrdo u visokim brzinama, hladna koljena, nedostatak dovoljno tekućine, itd.) mogu ozlijediti koljena i skočne zglobove. Uvježban čovjek koji nije profesionalni sportista može razviti snagu od 250 vati, odnosno 1/3 KS, dugo vremena. With. Ovo odgovara brzini od 30-50 km/h na ravnom putu. Žena može razviti manje apsolutne moći, ali više snage po jedinici težine. Pošto se na ravnom putu skoro sva snaga troši na savladavanje otpora vazduha, a pri vožnji uzbrdo glavni troškovi su savladavanje gravitacije, žene, pod svim ostalim uslovima, voze sporije na ravnom terenu, a brže uzbrdo.
Potrošnja kalorija se mora računati po kilogramu tjelesne težine. 4 km/h - 0,04; 10 km/h - 0,07; 15 km/h - 0,11; 20 km/h - 0,14; 30 km/h - 0,18; Zatim pomnožite odabrani koeficijent s tjelesnom težinom i dobijemo potrošnju kalorija po minuti. Na primjer, vozio sam 2,5 sata prosječnom brzinom od 30 km/h, moja težina je 95 kg, ukupno 0,18 * 95 * 150 = 2565 kcal. Neki ljudi dodaju težinu bicikla vlastitoj težini, što je prilično kontroverzno. U svakom slučaju, mogu se dobiti samo približni podaci.
Brzina bicikla zavisi od snage pedaliranja, vrste i klase bicikla, stanja površine puta, terena i vjetra. Bilo bi zanimljivo procijeniti u kojim proporcijama.
Prema mojim zapažanjima, ako je na glatkom autoputu brzina krstarenja 30 km/h, onda na sporednom putu padne na 25, kada se vozi u grupi može porasti na 35, čeoni vjetar može smanjiti brzinu na 20 km/ h i to se doživljava kao teško. Prilikom vožnje uzbrdo, brzina se lako smanjuje, na primjer, na 15 km/h i to se doživljava kao normalno.
Na internetu se vjeruje da se već pri brzinama od 25-30 km/h glavne snage troše na borbu protiv otpora zraka, a općenito brzine iznad 30 km/h nisu određene toliko snagom nogu koliko aerodinamikom. Ovo me brine. 
Prema mojim zapažanjima, aerodinamika se mnogo jače osjeća na čeonom vjetru, kada se morate boriti protiv vjetra. U isto vrijeme, vjetar u leđa se uopće ne osjeća, jer je brzina kretanja obično veća od brzine vjetra. I brzina ne postaje vrlo visoka. Možda je važnost aerodinamike donekle preuveličana? Srećom, nije teško procijeniti raspodjelu troškova pri pomicanju bicikla. Zatim možete uporediti ove podatke s objavljenim zapažanjima korisnika bicikala opremljenih mjeračima snage.
Snaga i vuča
Za početak, zanimljivo je razumjeti kojim resursima raspolaže biciklist. Kada pedalirate duže vrijeme, glavna karakteristika je izlazna snaga. Sudeći po recenzijama vlasnika mjerača snage, može se pretpostaviti da se 200 vati može isporučiti dugo vremena. Ovo odgovara konstantnoj vučnoj sili od 28,8 njutna pri brzini od 25 km/h (25 km/h je 6,94 m/s, 200 / 6,94 = 28,8).
Radi veće jasnoće, dalje ću prikazati silu u jedinicama kilogram-sila. 
Jedan kilogram-sila (označena "kg" za razliku od mase - "kg") je težina tijela mase 1 kg, odnosno sila kojom težina na kojoj je napisano "1 kg" pritiska na vaga. To je ono čime se bavimo u svakodnevnom životu umjesto samom "tjelesnom težinom". 1 kg = 9,81 njutna.
Prema tome, 200 vati snage proizvedene pri 25 km/h je samo 2,9 kg sile primijenjene na bicikl. Ovo izgleda čudno, jer lako možete podići mnogo veći teret. Ali to je razlika između snage i rada. Teret ne samo da se mora dizati, već i dizati i dizati, i to brzo. Naravno, za kratko vrijeme možete razviti veću snagu i veću snagu, ali za duži period rezultati su približno isti. Inače, konjska snaga je 1 KS. = 736 vati, samo 3,5 puta više od snage prosječnog bicikliste.
Kada je vozilo u ravnomjernom kretanju, sila otpora (F) određena je s tri faktora: trenjem kotrljanja (R), uzbrdicom (T) (izraženo kao povećanje težine koja se mora gurnuti uzbrdo) i otporom zraka (Q) .
Sila trenja zavisi od koeficijenta. trenje (k) i komponenta težine (P) okomita na površinu. Odnosno, što je veća težina, put je lošiji, što su gume lošije, to je veći otpor zbog trenja.
Klizač dodaje vučnu silu (T), ovisno o težini (P) i kutu (alfa), ali blago smanjuje pritisak na podlogu, odnosno silu trenja.
Konačno, sila otpora (Q) je proporcionalna površini poprečnog presjeka (S), koeficijentu otpora (Cx) i kvadratu brzine (v), pri čemu je množitelj (po) gustina zraka.
Gorki
Od tri pojma, potpuna jasnoća je samo uz kretanje uzbrdo ili nizbrdo. Težina (biciklista + opremljen bicikl) je poznata, kao i tangenta ugla nagiba.
Tangenta je označena na putokazu jer je to procenat nadmorske visine koji se postiže horizontalna projekcija dužina staze. Odnosno, ovo je dužina puta na karti. Sa "procentima" tipičnim za puteve, ovo je praktično isto kao i "sinus" - porast visine za dužina staze, ali morate imati na umu da nagib od 100% odgovara kutu od 45 stepeni, a ne 90. Općenito, možemo pretpostaviti da nagib od 10% znači 1 metar uspona na 10 metara staze.
Sila koja će se stalno povlačiti pri penjanju je postotak naznačen na prometnom znaku težine praznog vozila (biciklista + bicikl). Na primjer, s težinom od 90 kg, pri kretanju uzbrdo s nagibom od 10%, bicikl će biti povučen unatrag silom od 9 kg. Budući da vjerujemo da biciklista ima na raspolaganju 200 vati snage, ili kako smo gore razmotrili, 2,9 kg vučne sile pri brzini od 25 km/h, jasno je da on ne može voziti takvom brzinom, jer 2,9 kg povlačenja prema naprijed je manje od 9 kg povlačenja unazad. Ali kako se brzina smanjuje, "sila vuče" se povećava. Ako zanemarimo gubitke zbog trenja i otpora zraka, tada možemo voziti brzinom od W/F (dostupna snaga podijeljena sa silom koja vuče unazad), odnosno 8 km/h. (200 / 9 / 9.81 * 3.6) . Izgleda istina :)
Ima dobrih vijesti. Kada se vozi nizbrdo s nagibom od 10%, to daje (biciklista o kojem je gore bilo riječi) 9 kg vučne sile, što je tri puta više od pedaliranja. Stoga, općenito, nema posebne svrhe u okretanju pedala. Bolje da sačuvaš snagu.
Trenje
Prvi član R sadrži nepoznati koeficijent trenja. Tačnije, koeficijent trenja kotrljanja (k = k’*r, gdje je r polumjer točka). Zavisi od "rolanja" gume i kvaliteta puta. Naravno, može se značajno razlikovati, a podatke je teško pronaći. Za početak, možete uzeti k = 0,004 za kotač na asfaltu, iako postoje podaci 10 puta manje i 4 puta više. Ako uporedite sa silama pri vožnji uzbrdo, onda se ovaj koeficijent trenja osjeća kao da idete uzbrdo sa nagibom od 0,4%, odnosno praktički ništa :) U kilogram-sili, to je 0,36 kg. Odgovarajuća hipotetička brzina (bez tobogana i bez otpora zraka, na primjer na sobnom biciklu) pri 200 vati = 204 km/h. Ne izgleda kao istina :) Obično odmah možete osjetiti da li se motor kotrlja ili ne. Ili ovaj bicikl/gume/pritisak u gumama/asfalt, itd. bolje se kotrlja, ali onaj tamo gore. Sudeći prema proračunima, pri brzinama znatno manjim od 200 km/h ne bi trebalo biti takvih senzacija, svi bi bicikli trebali izgledati isto.
Windage
Pojam "aerodinamika" sadrži dva parametra koja utiču na otpor. Prvi je “frontalni” dio (S).
Ovaj parametar se može izmjeriti korištenjem sličnih fotografija. To ću učiniti kasnije, kada uporedim proračune sa eksperimentalnim podacima. Za sada možemo pretpostaviti da je S = 0,5 m2. Drugi parametar Cx je najmisteriozniji. Ovo je koeficijent ili koeficijent aerodinamičkog otpora. tok okolo
Ovaj koeficijent ovisi o tome koliko je glatka površina i koliko je savršen aerodinamički oblik. Za procjenu možete uzeti Cx = 0,5
Za brzinu od 25 km/h, aerodinamička sila otpora je jednaka 0,75 kg, ili će uzeti samo 51 vat od raspoloživih 200 vati. A ako upotrijebite svih 200 vati za aerodinamički otpor, tada će izračunata brzina biti jednaka 39 km/h, a sila aerokočenja će biti jednaka 1,9 kg. Teško je još komentirati. Pri 25 km/h aerodinamički otpor se baš i ne osjeti, ali 39 km/h u mom slučaju se postiže pri spuštanju nizbrdo, a brdo može dati ogroman plus snazi pedaliranja.
Općenito, za gore procijenjene parametre (težina bicikliste + bicikl = 90 kg, asfalt) za vožnju po malom brdu, koje možda neće izgledati kao brdo = 1% (ovo je 1 metar pada na 100 metara staze), dostupnih 200 vati će dati brzinu od 30,7 km/h Raspodjela troškova: trenje 15% (0,36 kg), brdo 38% (0,9 kg), aerodinamika 47% (1,14 kg). A kada se vozi niz isto brdo, brzina će se povećati na 43 km/h, rezultirajući "potisak" sa brda = 0,9 kg omogućit će kompenzaciju povećanih gubitaka zbog otpora zraka = 2,2 kg.
Brojevi se mogu "dodirnuti" pomoću.
Dakle, prvi zaključci su otprilike ovako:
- Aerodinamički otpor je ispravnije upoređivati sa vožnjom uzbrdo (nizbrdo), a ne sa savladavanjem trenja, jer brdo daje doprinos uporediv sa „aero“ čak i kod potpuno neprimjetnih nagiba.
- S "okretanjem" bicikla treba se pozabaviti eksperimentalno. Sasvim je moguće da koeficijent trenja u mreži su jako podcijenjena.
Na internetu postoji divan eksperiment o postizanju brzine s različitom snagom primijenjenom na pedale. Odatle možete uzeti podatke kako biste razjasnili distribuciju doprinosa od „pokretljivosti“ i aerodinamike. Ovo će biti urađeno u bilješci.
Napominjem da je stabilno kretanje razmatrano gore. To znači da inercija kretanja, koja je vrlo uočljiva prilikom klizanja, uopće nije uzeta u obzir. Na primjer, kada ubrzavate niz brdo, posebno "uvijajući" pri dnu, lako možete uletjeti u mali uspon. Ali ako je uspon velik, tada će se na kraju potrošiti akumulirana inercija iz prethodnog spuštanja. Tada gore navedene formule počinju da rade. Doprinos inercije je malo razmotren u bilješci.
Da biste spriječili da dvotočkaš padne, morate stalno održavati ravnotežu. Budući da je površina za oslonac bicikla vrlo mala (u slučaju bicikla na dva kotača, to je samo ravna linija povučena kroz dvije točke u kojima kotači dodiruju tlo), takav bicikl može biti samo u dinamičkoj ravnoteži. To se postiže upravljanjem: ako se bicikl naginje, biciklist naginje upravljač u istom smjeru. Kao rezultat toga, bicikl počinje da se okreće i centrifugalna sila vraća bicikl u vertikalni položaj. Ovaj proces se odvija kontinuirano, tako da se dvotočkaš ne može voziti strogo pravo; Ako je upravljač fiksiran, bicikl će sigurno pasti. Što je veća brzina, veća je centrifugalna sila i manje je potrebno da skrenete volan da biste održali ravnotežu.
Prilikom skretanja morate nagnuti bicikl u smjeru skretanja tako da zbroj gravitacije i centrifugalne sile prođe kroz liniju potpore. U suprotnom, centrifugalna sila će prevrnuti bicikl u suprotnom smjeru. Kako kada se krećete u pravoj liniji, nemoguće je idealno održavati takav nagib, a upravljanje se provodi na isti način, samo se položaj dinamičke ravnoteže pomiče uzimajući u obzir nastalu centrifugalnu silu. Dizajn upravljanja biciklom olakšava održavanje ravnoteže. Osa rotacije volana nije okomita, već je nagnuta unazad. Takođe se proteže ispod ose rotacije prednjeg točka i ispred tačke gde točak dodiruje tlo.
Ovim dizajnom se postižu dva cilja:
Ako prednji točak slučajno odstupi od neutralnog položaja, javlja se moment trenja u odnosu na upravljačku osovinu, koji vraća točak u neutralni položaj.
Ako nagnete bicikl, pojavljuje se moment sile koji okreće prednji točak u smjeru nagiba. Ovaj trenutak je uzrokovan silom reakcije tla. Primjenjuje se na tačku gdje točak dodiruje tlo i usmjeren je prema gore. Budući da osovina upravljanja ne prolazi kroz ovu tačku, kada je bicikl nagnut, sila reakcije tla se pomjera u odnosu na osovinu upravljanja.
Tako se vrši automatsko upravljanje, pomažući u održavanju ravnoteže. Ako se bicikl slučajno nagne, prednji točak se okreće u istom smjeru, bicikl počinje da se okreće, centrifugalna sila ga vraća u uspravan položaj, a sila trenja vraća prednji točak u neutralni položaj. Zahvaljujući tome, možete voziti bicikl "bez ruku". Bicikl sam održava ravnotežu. Pomicanjem centra gravitacije u stranu, možete održavati konstantan nagib bicikla i napraviti skretanje.
Može se primijetiti da sposobnost bicikla da samostalno održava dinamičku ravnotežu ovisi o dizajnu vilice upravljača. Odlučujući faktor je reakcioni krak oslonca točka, odnosno dužina okomice spuštene od tačke kontakta točka sa tlom do ose rotacije vilice; ili, što je ekvivalentno, ali lakše za mjerenje, je udaljenost od točke kontakta točka do točke presjeka ose rotacije vilice sa tlom. Dakle, za isti kotač će rezultirajući moment biti veći, što je veći nagib ose rotacije vilice. Međutim, da bi se postigle optimalne dinamičke karakteristike, nije potreban maksimalni obrtni moment, već strogo definisan: ako će premali obrtni moment dovesti do poteškoća u održavanju ravnoteže, onda će preveliki dovesti do oscilatorne nestabilnosti, posebno „šimi ” (vidi dolje). Stoga je položaj ose točka u odnosu na osu viljuške pažljivo odabran tokom projektovanja; Mnoge biciklističke vilice su dizajnirane da savijaju ili jednostavno pomjeraju osovinu kotača naprijed kako bi se smanjio višak kompenzacijskog momenta.
Rašireno mišljenje o značajnom uticaju žiroskopskog momenta rotirajućih točkova na održavanje ravnoteže je netačno. Pri velikim brzinama (od približno 30 km/h) na prednjem točku može doći do tzv. Brzinsko kolebanje, ili "shimi" je dobro poznata pojava u avijaciji. Sa ovom pojavom, točak se spontano ljulja udesno i ulijevo. Zavoji velikom brzinom su najopasniji kada se vozi „bez ruku“ (tj. kada biciklista vozi ne držeći upravljač). Razlog za kolebanje pri velikim brzinama nije loša montaža ili slabo pričvršćenje prednjeg točka, već su uzrokovane rezonancijom. Treperenje brzine je lako zaustaviti usporavanjem ili promjenom držanja, ali ako to ne učinite, mogu biti smrtonosni.
Vožnja bicikla je efikasnija (u smislu potrošnje energije po kilometru) od hodanja i vožnje. Vožnja bicikla brzinom od 30 km/h sagorijeva 15 kcal/km (kilokalorije po kilometru), odnosno 450 kcal/h (kilokalorije na sat). Pri hodu brzinom od 5 km/h sagorijeva se 60 kcal/km ili 300 kcal/h, odnosno vožnja bicikla je četiri puta efikasnija od hodanja u smislu potrošnje energije po jedinici udaljenosti. Budući da vožnja bicikla sagorijeva više kalorija na sat, to je i bolja vježba. (Prilikom trčanja, potrošnja kalorija po satu je još veća, ali vibracija povređuje koljena i skočne zglobove). Uvježban čovjek koji nije profesionalni sportista može razviti snagu od 250 vati, odnosno 1/3 KS, dugo vremena. Ovo odgovara brzini od 30-50 km/h na ravnom putu. Žena može proizvesti manje snage, ali više snage po jedinici težine. Pošto se na ravnom putu skoro sva snaga troši na savladavanje otpora vazduha, a pri vožnji uzbrdo glavni troškovi su savladavanje gravitacije, žene, pod svim ostalim uslovima, voze sporije na ravnom terenu, a brže uzbrdo.
Da biste spriječili da dvotočkaš padne, morate stalno održavati ravnotežu. Budući da je površina za oslonac bicikla vrlo mala (u slučaju bicikla na dva kotača, to je samo ravna linija povučena kroz dvije točke u kojima kotači dodiruju tlo), takav bicikl može biti samo u dinamičkoj ravnoteži. To se postiže pomoću upravljanja: ako se bicikl nagne, biciklist naginje upravljač u istom smjeru. Kao rezultat toga, bicikl počinje da se okreće i centrifugalna sila vraća bicikl u vertikalni položaj. Ovaj proces se odvija kontinuirano, tako da se dvotočkaš ne može voziti strogo pravo; Ako je upravljač fiksiran, bicikl će sigurno pasti. Što je veća brzina, veća je centrifugalna sila i manje je potrebno da skrenete volan da biste održali ravnotežu.
Prilikom skretanja morate nagnuti bicikl u smjeru skretanja tako da zbroj gravitacije i centrifugalne sile prođe kroz liniju potpore. U suprotnom, centrifugalna sila će prevrnuti bicikl u suprotnom smjeru. Kako kada se krećete u pravoj liniji, nemoguće je idealno održavati takav nagib, a upravljanje se provodi na isti način, samo se položaj dinamičke ravnoteže pomiče uzimajući u obzir nastalu centrifugalnu silu.
Dizajn upravljanja biciklom olakšava održavanje ravnoteže. Osa rotacije volana nije okomita, već je nagnuta unazad. Takođe se proteže ispod ose rotacije prednjeg točka i ispred tačke gde točak dodiruje tlo. Ovim dizajnom se postižu dva cilja:
- Kada prednji točak bicikla u pokretu slučajno odstupi od neutralnog položaja, javlja se moment trenja u odnosu na upravljačku osovinu, koji vraća točak u neutralni položaj.
- Ako nagnete bicikl, pojavljuje se moment sile koji okreće prednji točak u smjeru nagiba. Ovaj trenutak je uzrokovan silom reakcije tla. Primjenjuje se na tačku gdje točak dodiruje tlo i usmjeren je prema gore. Budući da osovina upravljanja ne prolazi kroz ovu tačku, kada je bicikl nagnut, sila reakcije tla se pomjera u odnosu na osovinu upravljanja.
Tako se i sprovodi automatsko upravljanje, pomaže u održavanju ravnoteže. Ako se bicikl slučajno nagne, prednji točak se okreće u istom smjeru, bicikl počinje da se okreće, centrifugalna sila ga vraća u uspravan položaj, a sila trenja vraća prednji točak u neutralni položaj. Zahvaljujući tome, možete voziti bicikl "bez ruku". Bicikl sam održava ravnotežu. Pomicanjem centra gravitacije u stranu, možete održavati konstantan nagib bicikla i napraviti skretanje.
Može se primijetiti da sposobnost bicikla da samostalno održava dinamičku ravnotežu ovisi o dizajnu vilice upravljača. Odlučujući faktor je reakcioni krak oslonca točka, odnosno dužina okomice spuštene od tačke kontakta točka sa tlom do ose rotacije vilice; ili, što je ekvivalentno, ali lakše za mjerenje, je udaljenost od točke kontakta točka do točke presjeka ose rotacije vilice sa tlom. Dakle, za isti kotač će rezultirajući moment biti veći, što je veći nagib ose rotacije vilice. Međutim, da bi se postigle optimalne dinamičke karakteristike, nije potreban maksimalni obrtni moment, već strogo definisan: ako će premali obrtni moment dovesti do poteškoća u održavanju ravnoteže, onda će preveliki dovesti do oscilatorne nestabilnosti, posebno „šimi ” (vidi dolje). Stoga je položaj ose točka u odnosu na osu viljuške pažljivo odabran tokom projektovanja; Mnoge biciklističke vilice su dizajnirane da savijaju ili jednostavno pomjeraju osovinu kotača naprijed kako bi se smanjio višak kompenzacijskog momenta.
Rašireno mišljenje o značajnom uticaju žiroskopskog momenta rotirajućih točkova na održavanje ravnoteže je netačno.
Pri velikim brzinama (od približno 30 km/h) na prednjem točku može doći do tzv kolebanje brzine, ili "shimi" su fenomen dobro poznat u avijaciji. Sa ovom pojavom, točak se spontano ljulja udesno i ulijevo. Zavoji velikom brzinom su najopasniji kada se vozi „bez ruku“ (tj. kada biciklista vozi ne držeći upravljač). Razlog za kolebanje pri velikim brzinama nije loša montaža ili slabo pričvršćenje prednjeg točka, već su uzrokovane rezonancijom. Treperenje brzine je lako zaustaviti usporavanjem ili promjenom držanja, ali ako to ne učinite, mogu biti smrtonosni.
Vožnja bicikla je efikasnija (u smislu potrošnje energije po kilometru) od hodanja i vožnje. Vožnja bicikla brzinom od 30 km/h sagorijeva 15 kcal/km (kilokalorije po kilometru), odnosno 450 kcal/h (kilokalorije na sat). Pri hodu brzinom od 5 km/h sagorijeva se 60 kcal/km ili 300 kcal/h, odnosno vožnja bicikla je četiri puta efikasnija od hodanja u smislu potrošnje energije po jedinici udaljenosti. Budući da vožnja bicikla sagorijeva više kalorija na sat, to je i bolja vježba. Prilikom trčanja, potrošnja kalorija po satu je još veća. Mora se uzeti u obzir da uticaj trčanja, kao i nepravilna vožnja bicikla (na primjer, vožnja uzbrdo u visokim brzinama, prehlađenje koljena, nedostatak dovoljno tekućine, itd.) mogu ozlijediti koljena i skočne zglobove. Uvježban čovjek koji nije profesionalni sportista može razviti snagu od 250 vati, odnosno 1/3 KS, dugo vremena. With. Ovo odgovara brzini od 30-50 km/h na ravnom putu. Žena može razviti manje apsolutne moći, ali više snage po jedinici težine. Pošto se na ravnom putu skoro sva snaga troši na savladavanje otpora vazduha, a pri vožnji uzbrdo glavni troškovi su savladavanje gravitacije, žene, pod svim ostalim uslovima, voze sporije na ravnom terenu, a brže uzbrdo.
Na osnovu materijala Wikipedije