значається за формулою:
(5)
де: d - діаметр обода колеса;
? ш - коефіцієнт, що враховує вертикальну деформацію шини. Для стандартних шин? Ш=0,88 ... 0,9;
Розраховуємо:
(6)
=20.2, 54=0,508 (м),? ш=0,9. Тоді:
. (7)
.4 Розрахунок роботи витраченої на розгін
Роботу, витрачену на розгін, можна представити як зміна кінетичної енергії системи велосипед-велосипедист [3]. Тоді:
(8)
Кінетичну енергію можна представити у вигляді суми поступальної і обертальної енергії:
(9)
Отже:
(10)
Поступальна складова кінетичної енергії буде мати вигляд:
(11)
де: V - швидкість велосипедиста в поточний момент часу.
У свою чергу, обертальна енергія буде виглядати наступним чином [4]: ??
(12)
де: - момент інерції переднього колеса;
- момент інерції заднього колеса;
- кутова швидкість коліс; за умови відсутності пробуксовки, тому замінимо їх =.
Розглянемо складові моментів інерції коліс [5]. Момент інерції переднього колеса:
(13)
де: - момент інерції шини:
, (14)
де: - маса шини. =0,705 кг;
- радіус шини. =0,279 м.
- момент інерції камери:
, (15)
де: - маса камери,=0,150 кг;
- радіус камери,=0,279 м.
- момент інерції обода:
(16)
де: - маса обода,=0,355 кг;
- маса ніпелів (36 штук),=0,035 кг;
- маса спиць (36 штук),=0,171 кг;
- радіус обода,=0,254 м.
- момент інерції втулки переднього колеса:
(17)
де: - маса втулки переднього колеса,=0,150 кг;
- радіус втулки переднього колеса,=0,015 м.
Момент інерції заднього колеса:
, (18)
де: - момент інерції втулки заднього колеса:
, (19)
де: - маса втулки заднього колеса,=0,258 кг;
- радіус втулки заднього колеса,=0,028 м.
Тоді, формула розрахунку енергії, необхідної для розгону велосипеда до швидкості V, буде мати вигляд:
(20)
Підставивши значення формул (13) - (19) у формулу (20), отримаємо підсумковий вид рівняння:
Е (21)
.5 Втрати при русі велосипедиста
.5.1 Опір повітря
Загальне вираз опору, що чиниться повітрям рухається тілу, може бути представлена ??в наступному вигляді:
, (22)
де: F - лобова площа тіла; F=0,5; - швидкість руху; - коефіцієнт обтічності, що залежить в основному від форми тіла і характеру його поверхні. k=0,06.
2.5.2 Опір коченню коліс
Величина опору коченню коліс знаходиться в безпосередній залежності від стану дороги та пристрої шин. Наприклад, на рівній асфальтованій дорозі опір коченню менше ніж на бруківці або піску, а пневматичні шини мають менше тертя кочення, ніж суцільні. У розглянутому випадку дорожня поверхня - асфальт, тип шин - пневматичні, тиск у шинах - 2 кг /. За таких умов коефіцієнт опору коліс f=0,01. Опір коченню коліс дорівнюватиме:
, (23)
.5.3 Внутрішні втрати механізмів
При їзді на в...
