L'aumento di peso mi farà scendere più velocemente?

Ho avuto questa domanda per un po '. Voglio sapere come posso scendere da una collina il più velocemente possibile. Quindi, mi chiedevo se aumentare il peso di una bici aumentasse la velocità in discesa, o mi rallenterebbe a causa della resistenza al rotolamento, della resistenza o di altri fattori?

Sto parlando di lunghi tratti qui e di lunghe colline del 10-30%. Ho anche controllato il manto stradale e non ci sono curve e vedo facilmente se arriva il traffico. È usato molto raramente per il traffico comunque.

Grazie

EDIT: Vorrei anche considerare fattori come la resistenza al rotolamento in questa domanda.

La cosa principale che devi considerare alla velocità è la resistenza: la forza F su di te + bici (massa m ) è:

F = ma = mg sin Q - F_d - F_rr

dove a è la tua accelerazione, g è l'accelerazione dovuta alla gravità e Q è l'angolo di pendenza rispetto all'orizzontale. F_d è la forza di resistenza che non si ridimensiona con la massa. Prova a far cadere un pallone e un pallone da calcio (calcio) della stessa dimensione e vedrai questo in azione. F_rr è la resistenza al rotolamento.

Il trascinamento domina la resistenza al rotolamento a qualsiasi velocità decente per una bici ben equipaggiata: più dettagli di quanto desideri o un bel grafico, quindi dovresti essere in grado di trascurare la resistenza al rotolamento.

Il peso avrà un piccolo effetto sulla resistenza al rotolamento e (supponendo che non influisca sulla sezione trasversale) nessuno al trascinamento, quindi ti farà accelerare più velocemente ma non di molto.

Potresti voler sperimentare: inizia con alcune velocità misurate senza carico aggiuntivo, quindi verifica la massa aggiuntiva e un carico fittizio dello stesso volume / forma / montaggio realizzato in polistirolo o cartone.

L'effetto più grande che avrai è sul trascinamento, quindi la prima cosa da provare è una piega migliore, non indossare abiti flaccidi, ecc.

Per velocità davvero elevate una carenatura è la strada da percorrere: confronta il record dell'ora per un recumbant completamente carenato (~ 92 km) con una bici da corsa UCI (~ 52 km). Non ci sono statistiche che posso trovare specificamente per un montante con una carenatura.

Questa potrebbe essere la fisica per metà ricordata che entra in gioco qui, ma ho corso con amici (sostanzialmente più pesanti) in discesa dove sono stati in bici che dovrebbero - essere tutti i conti - essere più lenti dei miei, eppure hanno vinto. Il momento potrebbe entrare in gioco su terreni più accidentati? Voglio dire, se un ciclista che trasportava un peso maggiore dovesse colpire una protuberanza, o un buco, ecc., Sperimenterebbe una minore decelerazione a causa del maggiore slancio rispetto a un ciclista con un peso più leggero.

In un vuoto perfetto, naturalmente, l'accelerazione rimane a 9,81 m / s / s e, come tale, la massa non avrebbe alcun impatto sulla velocità.

PS Ho provato a postare questo in un commento, ma non ho ancora abbastanza reputazione.

Se ci fosse un attrito sarebbe lo stesso (ricorda l'accordo con il martello e la piuma sulla luna). Tuttavia, il tuo trascinamento netto non sarà davvero proporzionale alla tua massa. La resistenza dell'aria non è affatto proporzionale alla tua massa (anche se lo è la resistenza al rotolamento). A causa di ciò, avrai meno resistenza per chilogrammo con più peso che ti farà andare più veloce, sì.

La resistenza accettata indica che il trascinamento non viene ridimensionato con la massa. Che è vero. Ma il trascinamento si ridimensiona con l'area frontale. È giusto supporre che i due telai siano realizzati con lo stesso materiale, quindi il telaio più grande ha un'area frontale più grande.

Invece di confrontare palloni e palloni da calcio della stessa dimensione, un confronto più appropriato è costituito da due rocce della stessa densità ma di dimensioni diverse.

La velocità terminale è quando la forza di gravità è uguale alla resistenza.
Vedi questo collegamento per il calcolo della velocità terminale Velocità
terminale

Nell'equazione una volta
estratte le costanti vterminale è proporzionale alla radice quadrata (massa / area)
vterminale è proporzionale alla radice quadrata (r cubo / r quadrato)
vterminale è proporzionale alla radice quadrata (r)

Quindi a densità costante se si raddoppia la velocità del terminale aumenta di 1.414 La
doppia r è otto volte la massa per solo 1.414 la velocità del terminale.

Il trascinamento proporzionale a v al quadrato è il trascinamento reale (gioco di parole voluto)

Ora facciamo finta di poter raddoppiare la tua massa e mantenere la stessa area
vterminale è proporzionale alla radice quadrata (massa / area)
vterminale è proporzionale alla radice quadrata (massa / costante)
vterminale è proporzionale alla radice quadrata (massa)
Se tutto era costante (incluso area e resistenza al rotolamento)
Se aumenti la massa di 2 aumenteresti la velocità terminale di 1.414
Se aumenti la massa di 4 aumenti la velocità terminale di 2
La resistenza al rotolamento non è costante, quindi sarebbe inferiore a 1.414 e 2

Diciamo un pilota da 180 libbre e aggiungi 20 libbre di piombo al telaio, ovvero solo il 5% in discesa
su una pendenza di 10 gradi che è solo 0,846% - 40 mph contro 40,43 mph (senza tenere conto della resistenza al rotolamento).

Anche le bici da arrampicata sono progettate per essere leggere.
Fondamentalmente su per la collina si paga per tutto il peso e giù per la collina si ottiene solo credito per la radice quadrata del peso.
Il trascinamento proporzionale a v al quadrato è il vero trascinamento

La risposta breve è sì . Vedi il post di Chris per la lunga risposta.

Il motivo principale di questa "risposta" è di incoraggiare molta cautela .

Da adolescente (nel millennio precedente), sono cresciuto in una zona collinare. C'erano due discese che facevamo regolarmente: una corsa di due miglia dalla fattoria dei miei amici a casa e una ripida collina di un miglio. Il mio momento migliore per tornare a casa sono le 2:11, con molte pedalate (non menzionerò il passaggio delle macchine). Sulla ripida collina ci spezzeremo 1 minuto senza pedalare. Il punto è che eravamo giovani e stupidi .

Di recente, mio ​​fratello ha incontrato alcuni bambini di età simile, desiderosi di scendere da una collina seria che conosciamo, il più velocemente possibile. Anche se ha sconsigliato, lo hanno fatto comunque. Uno si è schiantato e si è rotto il cranio . Dalla nostra esperienza su quella collina, avrebbe fatto circa 60 chilometri all'ora. Solo.

Citi il 30% . È ripido:

La parte ripida è dove la strada non è più visibile.

L'ultimo avvertimento è la stabilità e i freni della bici. I freni della bici non sono progettati per quelle velocità . E la geometria del telaio è un fattore sconosciuto: "riuscirà a ottenere le oscillazioni"? L'unico modo per farti sapere è farlo. Il problema è che, se lo fa, molto probabilmente andrà in crash. Difficile .

In senso pratico, l'aumento di peso ti farà scendere più velocemente in discesa, per lo stesso motivo la riduzione del peso ti farà andare in salita più velocemente

Vedi questo calcolatore interattivo . Se si imposta il gradiente su "-10", impostare "Potenza P (watt)" su 0,001 (ovvero quasi zero):

• Con un peso del ciclista impostato su 50 kg si percorreranno circa 59,54 km / h
• Con un peso del ciclista impostato su 75 kg, si percorreranno circa 71,22 km / h
• Con un peso del ciclista impostato su 100 kg, si percorreranno circa 81,25 km / h

Tuttavia, si tratta di un aumento piuttosto massiccio del peso. Aumentare così tanto il peso corporeo sarebbe "insalubre", e aumentando il peso della bici molto probabilmente influenzerebbe negativamente la maneggevolezza.

Piccoli aumenti di peso (pochi chilogrammi ecc.) Aumenteranno leggermente la velocità in discesa ... ma probabilmente sarebbe molto più produttivo lavorare per ridurre la resistenza aerodinamica.

Un esempio estremo potrebbe essere una bicicletta sdraiata (un'area frontale molto più piccola rispetto a una tipica bici da strada, e può avere un guscio esterno per ridurre ulteriormente la resistenza), tuttavia ci sono molti altri modi per farlo, come adottare posizioni piuttosto pericolose sulla bici o indossando caschi dalla forma divertente e abiti più aerodinamici (triathlon / tute da ginnastica)

Sì in un certo senso. È come se alcuni sciatori cercassero di aumentare di peso per ottenere velocità extra. Ma sarebbe difficile avere un buon controllo rispetto a quando eri più leggero prima :)

Come al solito, penso che il modo migliore per considerarlo sia attraverso l'energia;

muovendosi dal riposo in cima a una collina (altezza h), la conservazione dell'energia si applica tra energia potenziale in alto e cinetica in basso:

Mgh = MV ^ 2 + perdite (dovute alla resistenza aerodinamica e al rotolamento)

perciò

V = sqrt (gh - perdite / M)

poiché le perdite non sono proporzionali alla massa, il loro calcolo in base alla massa riduce la loro influenza sulla velocità per il ciclista più pesante, indipendentemente dal fatto che la velocità terminale sia stata raggiunta o meno