騎自行車上坡時跟平路騎行時的有趣的差異,有人能解釋嗎?

時間 2021-06-02 08:04:26

1樓:

針對同一次測試,坡面長度一定,而你的驅動力推動腳踏轉過的弧度是128πrad,上坡時沒有變速假設傳動比為3:1,所以飛輪轉過的弧度是384πrad,如果你的坐騎是一台Colnago C60,那麼輪徑考慮形變數取720mm,後輪軸心的位移等於384×0.72=276.

48m,你第一次測試的坡面大概就是這個距離吧。回過頭去,得出踏頻計算公式為:踏頻==坡面長度/(輪徑×傳動比×2)。

以上式子中針對每一次確定的測試,引數都是常量,踏頻肯定相等。

2樓:Laze SUN

第乙個問題:為什麼發現無論用什麼樣的力騎,都不會改變踏踏板的次數?

我這麼理解不知道對不對,題主所說的踏一下指乙隻腳從最高點到最低點,但此時另乙隻腳就到最高點了。也就是說踏板轉一圈正好踏兩下。

斜面距離和踏板圈數有以下關係,

踏板圈數踏板齒輪數/後輪齒輪數後輪半徑=走過的斜面長度。

其中踏x下中的x=2踏板圈數。

這個涉及角位移,應該是高中物理題目,雖然靠初中槓桿的知識也能解啦……

在這裡可以發現其實踏的次數只和自行車自身性質和實際走的距離有關,和你花多少力氣以及時間無關。

加了個圖也許容易理解一點:

首先:自行車受到的支援力垂直於運動方向所以不做功;所受重力可以往垂直於運動方向和平行於運動方向做分解:垂直於運動方向的和支援力向抵消且不做功可以忽略;平行於運動方向的分量和運動方向相反,大小為Gsinθ。

動力f方向於運動方向相同,易知在相同情況下你踏腳踏板越用力f的值越大

得自行車所受的合力為:,方向和運動方向相同。

根據牛頓第二定律:

可得加速度:

其中g為重力加速度(定值),所以可得當動力f變大時,加速度a就會變大。

下:末動能

簡單的推斷:既然踩得越用力f越大,f越大加速度a就越大,a越大末速度越大,末速度越大末動能就越大咯。注意:

簡單的推斷並不嚴謹,甚至有錯,不過配合極限思維去做一些定性判斷也是可以的。

我們前面求出了自行車所受合力:。

根據已知條件:路程相同(畢竟每次測試都是在同一斜面上)。在此設路程為s。

得合力做功:

由動能定理:(因為都是靜止起步所以初動能為零)

得末動能:

其中G為自行車所受重力(定值),所以可得當動力f變大時,末動能Ekt也會變大。

第三個問題:相比而言,在平路上,同一段路程,我大力踩然後滑行的距離比輕輕踩滑行的距離所需要的踩踏板的次數要少得多。

這裡我想吐槽一句:因為就條件而言和前兩個問題根本沒有可比性,怎麼比較而言?

第一第二個問題中自行車的末速度不同,第三個問題的末速度又相同,條件都不一樣也就無法直接對比,放一張v-t圖可能更直觀一點:

上半部分是第一第二問的v-t圖,下半部分是第三問的v-t圖。應該能很直觀的看出問題。

簡單的推斷就是:

大力踩一次做的功更大→若要使末動能回覆到零則摩擦力做負功也需要更大→那麼在摩擦力大小相同時所需要做功的距離更大→相同踩一次,自行車從開始運動到回歸靜止大力踩所走過的距離比輕輕踩要遠→在以上其他條件不變時,走過相同距離大力踩所需要的次數比輕輕踩要少。

具體直接就著我畫的v-t圖和第一第二問的分析算就能得出一樣的定性答案了。

3樓:

因為這個坡的長度是不變的,車輪的周長也是不變的,腳蹬子跟車輪子的傳動比是不變的。所以你用力蹬跟不用力蹬改變的只是前進速度。

4樓:楓子

首先,題主的嚴謹論證的精神值得稱讚,高讚也從原理上說的很好了,我來通俗點解答下吧。

你有這樣的疑惑,肯定是受到自行車在平地運動時,蹬一圈後,輪子可以轉動好幾圈的影響而已。

這種情況,其實說白點,是你大力蹬完這後,自行車有足夠的慣性,讓輪子轉一圈之後,車子還會帶動輪子繼續轉動。

自行車裡有一種叫「死飛」的自行車,腳踏板和車輪是同步轉動的,不管你用多大的力氣,腳踏板轉一圈,輪子也只會轉一圈。

上坡的時候為什麼自行車的表現就類似於死飛自行車呢?

因為上坡的時候,一般人再大的力度去蹬,自行車的慣性都不足以讓輪子繼續轉動了而已。

如果你找到乙個天生神力的人去蹬一腳,理論上來說,也是可以上坡如履平地的。

另外,按照常見自行車車輪尺寸12寸至28寸進行計算,你那個測試的路程長約61.69472公尺至142.88256公尺。

我只想說,這斜坡真長。。。也許是我孤陋寡聞吧。

另外,我也和高票一樣,想知道題主的年齡,沒別的意思,調研一下而已。

5樓:

這題唯一的解釋是問者用的是傳說中被稱為死飛的那種自行車。

死飛跟普通自行車的差異是你不能腳不動而達到溜慣性的目的。

因為在死飛車上,腳不動就等於剎車。

這個條件限定了,坡的長度限定了,輪圈尺寸也限定了。

你換誰騎也是蹬64下。就是阿姆斯壯來也是一樣。

6樓:

這是一道好題……(沉思狀)

小明騎自行車上斜坡。已知斜坡長128m,自行車每蹬一下前進2m。第一次,小明以4m/s的速度正常騎,到達坡頂時蹬了____下;第二次,小明以8m/s的速度拼命騎,到達坡頂時蹬了____下;第三次,小明以2m/s的速度慢慢騎,到達坡頂時蹬了____下。

7樓:肖肖要進藏

我真的是覺得有很多回答根本就沒有明白題主的意思,題主問的是,在平地上用力蹬一下踏板和輕蹬一下踏板自行車走過的距離是不一樣的,為什麼再坡上就一樣了?高票回答的解釋很到位!

8樓:

我猜...您踩每一下自行車行進的距離都是同乙個定值,如果斜面長度不變那麼永遠都是64下;您蹬的速度只能改變動力的大小,根據牛頓第二定律:F=ma自然會改變加速度;位移不變,改變蹬速即改變力的大小。

如果把阻力近似看做恒力的話,根據動能定理:△Ek=ΣW=人力做功-重力做功-阻力做功,顯然末動能會隨著人做的功而改變。

9樓:張一凡

你剛好選擇了兩種結果一樣的方法嘛,理由別的答主說的很好了,我就是給個建議

你可以試試大力踩之後滑一下再大力踩。我覺得你應該懂理由

10樓:早歲那知世事艱

鄭州到深圳,

飛機票1040, 時間,2小時25分鐘,1900公里,

高鐵, 七小時, 車票,1145,

1900公里,

普快,26小時38分, 車票, 225, 距離,1900公里,時間變了, 但距離沒變,

11樓:

100m,假設我和博爾特的步伐每一步都是1公尺,為啥博爾特和我都跑了100下,他能比我用時更少而且衝線速度更快的跑完?

100公尺,假設輪子外徑一樣,為什麼蘭博基尼和我的長安奔奔跑完用的時間不一樣?

首先理解速度—時間圖

以及時間-路程圖

再弄清自行車輪子是怎麼在地上轉的

然後你就懂了

猜測題主有兩種身份

剛剛初一的初中生

或者早已成家立業但是對理科不太了解的前輩。

無論哪種,都讚揚一下求知精神,不懂就問。

12樓:

題主的疑問的重點應該是在於「在平地中,我小力蹭一圈,只能走五公尺;大力蹭一圈,可以走十公尺。但是到了斜坡上,無論大力還是小力,蹭一圈都剛好是1/64個斜坡呢?」

我們先拆開自行車這麼複雜的物件,僅僅留下乙個車輪。或者說,想象你自己騎的是獨輪車。

就是這種:

13樓:禾子

不改變前後鏈輪變速比的前提下,腳蹬64下,後輪轉動圈數是一定的,後輪轉動圈數和行程是成正比的。當然,這種情況前提是腳蹬持續不斷的做功,不允許空擋滑行(後輪有單向軸承)

14樓:Zhaoyang Wang

踏一下走的距離是一定的啊喂,斜面長度一定那麼踩踏板的次數不就確定了嗎。

………………………

除非你換了乙個齒比,比如變了個速或者騎了不同的車。

15樓:DevilMayCry

實在不想嘲諷題主。。

但是。。

踏板與輪盤相連,輪盤通過車鏈與後輪相連,也就是說你蹬的圈數跟後輪轉的圈數存在乙個比例關係,在不改車的情況下這個比例係數是不變的,然後,後輪轉的圈數不就是坡的長度麼?這跟你快蹬慢蹬有啥關係。。還說的那麼玄乎。。

16樓:「已登出」

題主的意思是,騎同一斜面,不管用力如何,速度如何,其腳踏圈數為什麼總是不變吧?

當然不變啊!(゜-゜)

單車腳踏板與後輪使用的是鏈條連線,而鏈條是不會伸長的,那麼後輪所轉圈數與腳踏板所轉圈數比值是不會變的!

當然,你要是變速單車,那是可以變的,用到的是變速器。

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