Rowerowe równanie

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Jeśli ktoś się już nauczy jazdy na rowerze, szybko zapomina o upadkach i podrapanych kolanach i z perspektywy czasu uważa, że to banalnie proste. Naukowcy się z tym jednak nie zgadzają. Wg nich, to bardzo złożona czynność, a zapisanie jej za pomocą równania zajęło badaczom z Holandii, USA i Wielkiej Brytanii ponad trzy lata.

Formuła uwzględnia bezwładność, efekt żyroskopowy czy siłę odśrodkową. W sumie twórcy wykorzystali w niej 31 liczb i symboli, dziewięciokrotnie posłużyli się też nawiasem. Wszystko sprowadza się zaś do tego, że zsumowane bezwładność, siła żyroskopowa, grawitacja i siła odśrodkowa równają się pochyleniu ciała i momentowi obrotowemu kierownicy. Oznacza to, że jeśli nie pedałujesz wystarczająco szybko, by poruszać się po ustawieniu roweru w pionie, upadniesz...

Międzynarodowa ekipa pracowała na zlecenie sieci Halfords, która chciała sporządzić listę użytecznych wskazówek dla rodziców uczących pociechy jazdy na dwukołowcach.

Jeden ze współautorów równania, dr Arend Schwab z Politechniki w Delft, opowiada, że od momentu wynalezienia bicykla w latach 60. XIX w. (pierwszy przypominający współczesny rower model zawdzięczamy Jamesowi Starleyowi) matematycy próbowali opisać jego ruch i równoważenie za pomocą zasad dynamiki Newtona. Dzięki równaniu, które rozstrzygnęło stare dylematy, będzie można w przyszłości zaprojektować oraz wyprodukować stabilniejsze i bezpieczniejsze rowery. Wykorzystując nasz wzór, możemy symulować ruch bicykla i przewidywać, czy w określonych warunkach, np. przy powiewie wiatru lub podczas przejazdu przez próg zwalniający, pozostanie stabilny, czy też nie. Równanie ma pozwolić projektantowi rowerów zmienić pewne cechy i sprawdzić, jak taka maszyna będzie się sprawować, bez konieczności uprzedniego jej złożenia.

[czesiu 0]

Oznacza to, że jeśli nie pedałujesz wystarczająco szybko, by poruszać się po ustawieniu roweru w pionie, upadniesz...

OMG, ;D niemożliwe... a co z zmysłem równowagi? jako trzeźwym można się poruszać po prostej spokojnie przy 2-5km/h a na promilach to czasami same ustanie przy rowerze stanowi nielada wyzwanie ergo nie dosyć że się przez 3 lata męczyli, to jeszcze i tak nie zdołali uwzględnić wszystkich czynników.

 

Wykorzystując nasz wzór, możemy symulować ruch bicykla i przewidywać, czy w określonych warunkach, np. przy powiewie wiatru lub podczas przejazdu przez próg zwalniający, pozostanie stabilny, czy też nie.

rozumiem, że to tylko taki "pretekst" jest dla poważniejszych zastosowań i tylko w tej perspektywie całe badanie miało dla mnie sens.

 

BTW: a ktoś się czepiał, że przeznaczono 1,2mln grant na badanie wpływu ekranu dotykowego na zdrowie rąk...

[k0mandos 0]

Akurat to może się przydać przy projektowaniu aerodynamicznych kół dla zawodowców tak, aby były bezpieczne do jazdy w peletonie.

[Jurgi 1]

Oznacza to, że jeśli nie pedałujesz wystarczająco szybko, by poruszać się po ustawieniu roweru w pionie, upadniesz...

 

Do diaska, a ja widziałem ludzi, którzy utrzymują się na rowerze w miejscu. Łoszukali mie? )

Pozostając w zgryźliwych tematach, jestem ciekaw, kiedy opiszą przy pomocy równań dłubanie w nosie. Jestem pewien, że okaże się wtedy czynnością jeszcze bardziej skomplikowaną od jazdy bicyklem.

[w46 1]

Do diaska, a ja widziałem ludzi, którzy utrzymują się na rowerze w miejscu. Łoszukali mie? )

W żadnym wypadku, po prostu zastępują siłę żyroskopową i (do-)odśrodkową siłą fizyczną w połączeniu z równowagą. Kwestia wprawy i odpowiedniego pojazdu.

[Jurgi 1]

Ale właśnie ja nie zgodzę się, że „zastępują”. To człowiek utrzymuje równowagę przy użyciu swojej siły i swoich zmysłów, bez znaczenia, czy jedzie, czy stoi. Rower bez człowieka nie pojedzie.

[czesiu 0]

Otóż to - nie ma siły aby uwzględnić zmysł równowagi, który po części tez zależy od wytrenowania i czynników zewnętrznych...

[Jurgi 1]

Właśnie, dlatego twierdzenie, że rower utrzymuje równowagę na zasadzie żyroskopu jest bzdurne, moim zdaniem – żyroskop nie potrzebowałby ingerencji człowieka do utrzymania równowagi, podobnie jak chociażby bąk. Ponoć tak twierdzą w podręcznikach, nie wiem, nie chce mi się szukać w tej chwili. Kwestionowanie tego twierdzenia nie wychodzi ode mnie, zakwestionował je przekonująco niejaki Jakub Cebula (mam nadzieję, że nie przekręciłem nazwiska) felietonista magazynu Science Fiction (przynajmniej dawniej, od lat nie kupowałem). Wg niego rower utrzymuje równowagę na zasadzie wahadła sterowanego (jeśli nie przekręciłem), czyli właśnie dzięki sile i zmysłowi równowagi człowieka.

 

Stąd mój zgryźliwy przytyk do kwestii koniecznej prędkości, mam wręcz wrażenie, że autor pracy nie bardzo widział rower w działaniu. Skoro można stać w miejscu, to nie ma żadnej koniecznej prędkości. Im lepiej wyćwiczony zmysł równowagi, tym wolniej można sobie jechać.

 

Proponuję zresztą eksperyment: jazdę rowerem z kierownicą przyspawaną na sztywno. Niezależnie od prędkości, każdy kto nie ma wprawy, wywali się po paru metrach. Bo to właśnie minimalne ruchy kierownicą są głównym czynnikiem utrzymywania równowagi?

 

A może się mylę? Powinien się jakiś dobry fizyk wypowiedzieć. Byle nie nauczyciel, który wie tyle, co w podręczniku.

[waldi888231200 9]

Wg niego rower utrzymuje równowagę na zasadzie wahadła sterowanego (jeśli nie przekręciłem), czyli właśnie dzięki sile i zmysłowi równowagi człowieka.  

Faktem jest że trudniej się na bok przewrócić gdy rower jedzie, niż gdy stoi.

[inhet 0]

Ot, i znów potrzeba lemowskiego wgłobienia.

Analizę fizyczną jazdy na rowerze przeprowadził już ze 130 lat temu niejaki Olek Głowacki, zwany Bolkiem Prusem.

[KONTO USUNIĘTE 148]

Ufff.

Dobrze,że nauczyłem się jazdy na rowerze przed wynalezieniem wzoru z 31 liczb i symboli i dziewięciokrotnym użyciem nawiasu.

Teraz uważam to za niemożliwe  :'(

[czesiu 0]

Generalnie te równanie sprawdza się dla roweru, który zostanie puszczony z górki i przy odpowiednim kącie nachylenia, prędkości się nie powinien wywrócić...

 

Tylko pytanie jakby ten wzór wyglądał dla jednokołowca

[Jurgi 1]

Może o połowę krótszy, bo jedno koło mniej.

A też niepoważnie, ciekawe, czy utrzymanie równowagi monocykla też by było zrzucone na zasadę żyroskopu…

[KONTO USUNIĘTE 148]

Obracające się koło monocykla wytwarza efekt żyroskopowy,więc swoje 3grosze do ogólnej stabilizacji dorzuci.

[k0mandos 0]

Może o połowę krótszy, bo jedno koło mniej.

A też niepoważnie, ciekawe, czy utrzymanie równowagi monocykla też by było zrzucone na zasadę żyroskopu…

Nie rozumiem Twoich wątpliwości co do zasady żyroskopu. Obracające się koła roweru ułatwiają utrzymywanie równowagi. Na Twój eksperyment z przyspawaną kierownicą, odpowiem innym ciekawym eksperymentem. Jedź rowerem i puść kierownice przy wysokiej, a potem przy niskiej prędkości. W drugiej sytuacji powinieneś się przekonać do faktu, iż zasada żyroskopu ma wpływ na równowagę.

[Jurgi 1]

To ja ci podpowiem inny eksperyment: wykorzystaj monocykl, który w ogóle nie ma kierownicy i sprawdź, czy lepiej utrzymuje równowagę z człowiekiem, czy bez. Do utrzymywania równowagi przy pomocy balansowania ciałem kierownica nie jest niezbędna.

 

„Ma wpływ” ≠ „odpowiada za”.

[k0mandos 0]

Tak, tylko, że to równanie jest wypadkową, uśrednieniem. Gdybyś chciał opisać dokładnie ruch roweru, to byłby to opis ruchu rowerzysty i roweru. A każdy rowerzysta zachowuje się inaczej (dlatego jedni potrafią zrobić stójkę, a inni nie potrafią w ogóle jeździć).

W związku z tym bez sensu jest mówić o indywidualnym wpływie rowerzysty na bilans, a w takiej sytuacji działanie żyroskopu opisane matematycznie robi jakiś sens.

Może źle odebrałem Twoje wypowiedzi, ale odniosłem wrażenie, że sprowadzasz wpływ tego zjawiska do minimum.

 

A przykład motocyklu nie jest do końca właściwy, ponieważ posiada on inny kaliber ogumienia

[Jurgi 1]

Nie „motocykl”, tylko „monocykl”. I nie sądzę, żeby była jakaś różnica w kalibrze ogumienia, a na pewno nie większa, niż w obrębie samych rowerów.

 

bez sensu jest mówić o indywidualnym wpływie rowerzysty na bilans

Bez rowerzysty to rower nie pojedzie, więc pomijanie jego wpływu, jest… niezbyt mądre.

Poza tym tekst newsa wspomina o pedałowaniu, oddzielenie rowerzysty od pedałowania jest niezłą ekwilibrystyką intelektualną. Oddzielając sobie w ten sposób czynniki możemy np. uznać, że równowaga roweru to zależy od grawitacji, bo bez grawitacji rower się nie przewróci.

[KONTO USUNIĘTE 148]

Do utrzymywania równowagi przy pomocy balansowania ciałem kierownica nie jest niezbędna.

A nawet kierować rowerem można bez niej.No więc powstały rowery bez kierownicy.

Tutaj przykład: http://www.2future.pl/Produkt/501/sqrl_pro

[k0mandos 0]

Poza tym tekst newsa wspomina o pedałowaniu, oddzielenie rowerzysty od pedałowania jest niezłą ekwilibrystyką intelektualną.

Szczególnie jeżeli nie zrozumiesz tego, co czytasz. Pisałem o indywidualnym wpływie. Pedałuje każdy rowerzysta, jednak nie zmienia to faktu, że jeden potrafi stać w miejscu, a drugi wywraca się po kilku metrach. Nie możesz brać pod uwagę czynników rozróżniających akrobatę od starej babci na rowerze, gdy tworzysz równanie opisujące ruch roweru, a nie roweru i akrobaty na nim. Być może nie jestem zbyt wybitnym intelektualistom jak sugerujesz swoimi złożonymi metaforami, ale rozumiem proces przeprowadzonych badań. Twoje niezrozumienie sytuacji wyniki z błędnego założenia. Od początku nie widzisz sensu tych badań, więc na siłę próbujesz wnieść tu swoje przemyślenia, które nic ciekawego nie wnoszą.

Aby rozbudzić Twoją fantazję i oderwać Cię od intelektualnego wysiłku, spróbuj zastanowić się nad takim przypadkiem: rowerzyści ścigają się w czasówce - w której bardzo ważna jest aerodynamika. Wszyscy kolarze przyjmują bardzo podobne pozycje na rowerze, stąd opis ich ruchu jest zbliżony. I na podstawie tego można przewidywać sprawność projektowanych konstrukcji.

A Ty rozwodzisz się nad stójką, która jest wybitnym wyjątkiem od uśrednionego ruchu roweru i na pewno nikt nie będzie zainteresowany rozpatrywaniem tego przypadku w ramach tego równania.

[czesiu 0]

Szczególnie jeżeli nie zrozumiesz tego, co czytasz. Pisałem o indywidualnym wpływie. Pedałuje każdy rowerzysta, jednak nie zmienia to faktu, że jeden potrafi stać w miejscu, a drugi wywraca się po kilku metrach. Nie możesz brać pod uwagę czynników rozróżniających akrobatę od starej babci na rowerze, gdy tworzysz równanie opisujące ruch roweru, a nie roweru i akrobaty na nim. Być może nie jestem zbyt wybitnym intelektualistom jak sugerujesz swoimi złożonymi metaforami, ale rozumiem proces przeprowadzonych badań.

(...)

Aby rozbudzić Twoją fantazję i oderwać Cię od intelektualnego wysiłku, spróbuj zastanowić się nad takim przypadkiem: rowerzyści ścigają się w czasówce - w której bardzo ważna jest aerodynamika. Wszyscy kolarze przyjmują bardzo podobne pozycje na rowerze, stąd opis ich ruchu jest zbliżony. I na podstawie tego można przewidywać sprawność projektowanych konstrukcji.

(...)

 

tak więc tekst oryginalny:

http://www.telegraph.co.uk/science/science-news/7843965/Riding-a-bike-is-incredibly-hard-scientists-discover.html

Or put more simply, if you do not pedal fast enough to keep moving while keeping the bike straight, you fall over.

The equation produced by scientists from universities in Holland, the USA and Nottingham has come to light during research by Halfords to compile tips for parents teaching their children to ride a bike.

(...)

Dr Schwab said: “Using our equation we can simulate the motion of a bike and predict whether it will remain stable or not, under certain conditions, such as if it goes over a bump, or is hit by a gust of wind.

 

Niepotrzebnie się pieklisz, nad "przytykiem". Twój pomysł na wykorzystanie równania jest ciekawy, acz pytanie czy tak też to zostanie wykorzystane.

[Jurgi 1]

Pedałuje każdy rowerzysta, jednak nie zmienia to faktu, że jeden potrafi stać w miejscu, a drugi wywraca się po kilku metrach.

Co potwierdza tylko, że to rowerzysta jest odpowiedzialny za utrzymanie równowagi. Notabene: nie każdy pedałuje, bo stojący nie — co definitywnie neguje zasadność stwierdzenia, że brak pedałowania (z odpowiednią prędkością) równa się upadek.

 

Od początku nie widzisz sensu tych badań

Łatwiej byłoby widzieć ich sens, gdyby wniosek nie przeczył faktom.

 

sugerujesz swoimi złożonymi metaforami

Niczego nie sugeruję, poza mętnością w sformułowaniu wyników, więc proszę nie sugerować, że sugeruję; że już nie wspomnę o:

nie zrozumiesz tego, co czytasz

 

Naprawdę, mogę bez trudu pokazać, że to ty nie rozumiesz niektórych odniesień w tej dyskusji. Prześledź proszę wątek raz jeszcze, zwracając uwagę, do czego się konkretnie nawiązuję.

[k0mandos 0]

Łatwiej byłoby widzieć ich sens, gdyby wniosek nie przeczył faktom.

Wniosek jest uogólniony. I myślę, że jest on akurat najmniej ważny w całej pracy.

[w46 1]

Co potwierdza tylko, że to rowerzysta jest odpowiedzialny za utrzymanie równowagi. Notabene: nie każdy pedałuje, bo stojący nie — co definitywnie neguje zasadność stwierdzenia, że brak pedałowania (z odpowiednią prędkością) równa się upadek.

Stanie na rowerze to nie jest jazda i zupełnie inaczej to funkcjonuje, powiem więcej, w stójce nie ma znaczenia czy stoimy na rowerze czy na taborecie z wyłamanymi 2 nogami.

Podczas wykonywania stójki nie ma efektu żyroskopowego więc nie ma wspomagania utrzymywania równowagi. Jedyne pole manewru to balansowanie ciałem + balansowanie kierownicą + minimalne ruchy pedałami w celu zrównoważenia sił związanych z balansowaniem ciałem i nierównością podłoża popychających rower do tyłu.

 

Całe to równanie powinno mieć kilka zmiennych (które można nazwać losowymi) związanymi z "parametrami" rowerzysty więc opracowane przez badaczy równanie opisuje przypadek idealny a wyniki obliczeń z jego użyciem można jedynie traktować jako przybliżenie.

[Jurgi 1]

Co potwierdza, co muszę pisać po raz kolejny, że efekt żyroskopowy nie jest nawet głównym (już nie mówiąc jedynym) czynnikiem odpowiedzialnym za równowagę roweru.

 

Proszę, czytajcie i odnoście się do całości dyskusji, a nie tylko do trzech ostatnich wypowiedzi, bo dyskusja zamienia się powtarzanie w kółko tego samego, jak na jakiejś debacie, za przeproszeniem, polityków…