Forza sul pedale della bicicletta?
Se si va ad una velocità di 5,5 m/s in bicicletta qual è la forza media sul pedale?
La forza media sul pedale è di tipo centripeto essendo il moto uniformemente accelerato?
Grazie per le risposte.
La forza media sul pedale è di tipo centripeto essendo il moto uniformemente accelerato?
Grazie per le risposte.
Risposte
mmm
questa domanda non l'ho mica capita...
anche se la velocità è sempre la stessa, c'è differenza se la strada è in discesa, salita o pianura?
questa domanda non l'ho mica capita...
anche se la velocità è sempre la stessa, c'è differenza se la strada è in discesa, salita o pianura?
Ah già in effetti...comunque in strada di pianura la forza per mantenere costante la velocità?
Raggio ruota 26. Senza vento. E rapporto 7 * 3 = 21, queste condizioni sono sufficienti? Il coefficiente d'attrito non lo conosco.
E poi vorrei sapere qual è la forza per raggiungere quella velocità partendo da fermo in un tempo t.
Devo fare F = ma = m(v/t) ? Ma la massa m è quella della pedalata come la trovo?
Grazie della risposta comunque.
Raggio ruota 26. Senza vento. E rapporto 7 * 3 = 21, queste condizioni sono sufficienti? Il coefficiente d'attrito non lo conosco.
E poi vorrei sapere qual è la forza per raggiungere quella velocità partendo da fermo in un tempo t.
Devo fare F = ma = m(v/t) ? Ma la massa m è quella della pedalata come la trovo?
Grazie della risposta comunque.
La massa? L'attrito? La resistenza dell'aria? La forma? Gli attriti? Com'è la pedalata? Seduto o in piedi? ecc...
Sinceramente la tua domanda mi pare un pochino buttata lì ... acquista un po' di senso se definisci (anche arbitrariamente) le condizioni in cui si svolge ...
E poi ... come può il moto essere uniformemente accelerato se la velocità è costante? E la forza sul pedale si spera che non sia mai centripeta ma il più possibile tangenziale (tra l'altro un po' spinge e un po' tira): prova a spiegarti il perché ...
Cordialmente, Alex
Sinceramente la tua domanda mi pare un pochino buttata lì ... acquista un po' di senso se definisci (anche arbitrariamente) le condizioni in cui si svolge ...
E poi ... come può il moto essere uniformemente accelerato se la velocità è costante? E la forza sul pedale si spera che non sia mai centripeta ma il più possibile tangenziale (tra l'altro un po' spinge e un po' tira): prova a spiegarti il perché ...
Cordialmente, Alex
Giusto quel poco di forza che serve per mantenere una velocità costante….
Non vado in bicicletta, ma vedo dei ciclisti che molto tranquillamente pedalicchiano appena appena…perché?
A velocità costante, la potenza motrice e la potenza resistente, che è dovuta a predite meccaniche, alla resistenza della strada sulle gomme (attrito volvente) e alla loro deformazione, e poi alla resistenza dell'aria, che cresce all'incirca col quadrato della velocità,si fanno equilibrio. È come quando vai in auto a una certa velocità, con un filo di gas…
Per l'altra domanda, puoi fare : $F*\Deltat = m*\Deltav$ , per sapere all'incirca $F$ , ritenendola costante per il tempo richiesto. La massa è quella totale della bici e del ciclista, ma poi dovresti aggiungere anche la forza necessaria per vincere la resistenza: quella aerodinamica di cui ho detto prima dipende pure dalla forma. Non saprei come valutarla, questa.
Infine, se traduci la velocità di traslazione in velocità angolare, rapporti la velocità angolare alla pedaliera, e tieni conto del raggio del pedale , puoi sapere la velocità angolare del pedale. LA potenza è data dal prodotto della coppia per la velocità angolare. La coppia è il prodotto della forza per il braccio…
MA sono valutazioni molto approssimate, non so se esistano valutazioni più accurate…forse sì , ma non le conosco.
Il tutto "grosso modo" !!
Non vado in bicicletta, ma vedo dei ciclisti che molto tranquillamente pedalicchiano appena appena…perché?
A velocità costante, la potenza motrice e la potenza resistente, che è dovuta a predite meccaniche, alla resistenza della strada sulle gomme (attrito volvente) e alla loro deformazione, e poi alla resistenza dell'aria, che cresce all'incirca col quadrato della velocità,si fanno equilibrio. È come quando vai in auto a una certa velocità, con un filo di gas…
Per l'altra domanda, puoi fare : $F*\Deltat = m*\Deltav$ , per sapere all'incirca $F$ , ritenendola costante per il tempo richiesto. La massa è quella totale della bici e del ciclista, ma poi dovresti aggiungere anche la forza necessaria per vincere la resistenza: quella aerodinamica di cui ho detto prima dipende pure dalla forma. Non saprei come valutarla, questa.
Infine, se traduci la velocità di traslazione in velocità angolare, rapporti la velocità angolare alla pedaliera, e tieni conto del raggio del pedale , puoi sapere la velocità angolare del pedale. LA potenza è data dal prodotto della coppia per la velocità angolare. La coppia è il prodotto della forza per il braccio…
MA sono valutazioni molto approssimate, non so se esistano valutazioni più accurate…forse sì , ma non le conosco.
Il tutto "grosso modo" !!
OK, grazie per le risposte.
Gli attriti dell' aria vorrei trascurarli quindi anche la forma non dovrebbe servire.(almeno per il momento)
navigatore:
La forza Fr risultante che serve per raggiungere la velocità v trascurando l' attrito dell'aria ma non quello dell' asfalto allora la calcolo come Fr = mv/t, e quindi Fr = F - mgk/R, con k coefficiente d'attrito volvente asfalto gomme. F = mgk/R + mv/t è la forza che spinge ci sono fino a qui?
Una cosa: quando viene dato il coefficiente k che nel caso dell' asfalto-gomma dovrebbe essere 0,02 devo dividerlo per il raggio della ruota R giusto?
navigatore: La forza da moltiplicare per il braccio del pedale qual è e come la calcolo?
Comunque vorrei anche capire come funzionano le forze a livello di pedale:
axpng: quindi non c' è alcuna forza centripeta durante la pedalata anche se c' è un movimento circolare del pedale, lo sforzo è sempre tangenziale? In effetti è un braccio che si muove di moto circolare e non un filo a cui è appeso un corpo, è giusto per questo?
Si in effetti ho sbagliato a dire moto accelerato ho fatto confusione pensando al moto circolare del pedale ma la velocità è costante anche del pedale almeno approssimativamente.
Gli attriti dell' aria vorrei trascurarli quindi anche la forma non dovrebbe servire.(almeno per il momento)
navigatore:
La forza Fr risultante che serve per raggiungere la velocità v trascurando l' attrito dell'aria ma non quello dell' asfalto allora la calcolo come Fr = mv/t, e quindi Fr = F - mgk/R, con k coefficiente d'attrito volvente asfalto gomme. F = mgk/R + mv/t è la forza che spinge ci sono fino a qui?
Una cosa: quando viene dato il coefficiente k che nel caso dell' asfalto-gomma dovrebbe essere 0,02 devo dividerlo per il raggio della ruota R giusto?
navigatore: La forza da moltiplicare per il braccio del pedale qual è e come la calcolo?
Comunque vorrei anche capire come funzionano le forze a livello di pedale:
axpng: quindi non c' è alcuna forza centripeta durante la pedalata anche se c' è un movimento circolare del pedale, lo sforzo è sempre tangenziale? In effetti è un braccio che si muove di moto circolare e non un filo a cui è appeso un corpo, è giusto per questo?
Si in effetti ho sbagliato a dire moto accelerato ho fatto confusione pensando al moto circolare del pedale ma la velocità è costante anche del pedale almeno approssimativamente.
"ignorante":
Gli attriti dell' aria vorrei trascurarli ...
Con "attriti" non intendevo quello, non è una ripetizione di quello che ho scritto prima ma mi riferivo al rendimento meccanico (catena, cambio, ecc.)
"ignorante":
axpng: quindi non c' è alcuna forza centripeta durante la pedalata anche se c' è un movimento circolare del pedale ...
Certo che c'è (altrimenti il pedale volerebbe via ... svitalo e vedrai ...
) ma non corrisponde alla forza premente sul pedale ..."ignorante":
... lo sforzo è sempre tangenziale? ...
Sarebbe bello ma purtroppo non lo è ...
... pensa alla direzione in cui spinge il piede: lo puoi considerare tangenziale solo quando è a metà strada tra l'alto e il basso, negli altri punti "tenti" di girare il pedale in modo che almeno una parte del tuo sforzo sia tangenziale."ignorante":
... la velocità è costante anche del pedale almeno approssimativamente.
Insomma ... molto approssimativamente ...
Cordialmente, Alex
Ok ho capito...ma quindi una forza media sul pedale come si può calcolare con quali dati?
"ignorante":
OK, grazie per le risposte.
Gli attriti dell' aria vorrei trascurarli quindi anche la forma non dovrebbe servire.(almeno per il momento)
No, non è trascurabile la resistenza aerodinamica. ORa non ho tempo, ma ho trovato un esercizio e stasera te lo faccio vedere
La forza Fr risultante che serve per raggiungere la velocità v trascurando l' attrito dell'aria ma non quello dell' asfalto allora la calcolo come Fr = mv/t, e quindi Fr = F - mgk/R, con k coefficiente d'attrito volvente asfalto gomme. F = mgk/R + mv/t è la forza che spinge ci sono fino a qui?
Una cosa: quando viene dato il coefficiente k che nel caso dell' asfalto-gomma dovrebbe essere 0,02 devo dividerlo per il raggio della ruota R giusto?
Attenzione. Innanzitutto, la relazione $F\Deltat = m\Deltav$ va usata con cautela. Si usa spesso in moti impulsivi (un urto di breve durata). Ma in realtà andrebbe scritta mettendo dei differenziali al posto delle differenze finite, e la relazione andrebbe integrata. Quindi, va bene per avere valori medi, molto approssimati, ma non esattissimi!
No, il coefficiente di attrito volvente $k = 0.02$ è già il rapporto tra il "parametro $\delta$ dell'attrito volvente" e il raggio $R$ della ruota. È adimensionale, mentre $\delta$ è un "braccio" di forza.
navigatore: La forza da moltiplicare per il braccio del pedale qual è e come la calcolo?
te lo faccio vedere quando metto l'esercizio.
Ok, allora aspetto l'esercizio. Tante grazie.
Quindi se è già in rapporto con il raggio quel tipo di raggio a che misura corrisponde?
Quindi se è già in rapporto con il raggio quel tipo di raggio a che misura corrisponde?
Caspita come vai di fretta!
La resistenza di attrito volvente è un momento, che fornisce la resistenza al rotolamento di un solido reale su un piano (o altro corpo) reale.
L'attrito volvente si manifesta in questo modo : piano e disco si deformano. Diciamo, in temini semplici, che il contatto non è più puntiforme, ma avviene su una superficie. La forza di reazione del piano che equilibria il peso non è esattamente sulla verticale del peso, ma è spostata leggermente in avanti, di una quantità $\delta$ che si chiama : "parametro dell'attrito volvente " . Essa è quindi una lunghezza, insomma un braccio, abbastanza piccolo : moltiplicando questo braccio per la reazione si ha un momento resistente, il "momento dell'attrito volvente" .
Di solito si trovano tabellati i valori del rapporto adimensionale $\delta/R = k$ , che si chiama "coefficiente dell'attrito volvente" . Ad esempio, per pneumatici su strada ho trovato dei valori di $k$ compresi tra 0.01 e 0.02. Il corrispondente parametro $\delta$ è quindi dell'ordine di alcune decine di mm. Nell'esercizio che ho trovato si assume $\delta = 80 mm$.
La resistenza di attrito volvente è un momento, che fornisce la resistenza al rotolamento di un solido reale su un piano (o altro corpo) reale.
L'attrito volvente si manifesta in questo modo : piano e disco si deformano. Diciamo, in temini semplici, che il contatto non è più puntiforme, ma avviene su una superficie. La forza di reazione del piano che equilibria il peso non è esattamente sulla verticale del peso, ma è spostata leggermente in avanti, di una quantità $\delta$ che si chiama : "parametro dell'attrito volvente " . Essa è quindi una lunghezza, insomma un braccio, abbastanza piccolo : moltiplicando questo braccio per la reazione si ha un momento resistente, il "momento dell'attrito volvente" .
Di solito si trovano tabellati i valori del rapporto adimensionale $\delta/R = k$ , che si chiama "coefficiente dell'attrito volvente" . Ad esempio, per pneumatici su strada ho trovato dei valori di $k$ compresi tra 0.01 e 0.02. Il corrispondente parametro $\delta$ è quindi dell'ordine di alcune decine di mm. Nell'esercizio che ho trovato si assume $\delta = 80 mm$.
Ecco l'esercizio. Ho preferito scannerizzarlo anziché stare a scriverlo.
Si tratta di una bici in salita, quindi un po' più complicato del tuo. Ma se poni l'angolo uguale a zero ritrovi il tuo.
Si richiede la potenza sviluppata dal ciclista e la forza esercitata sui pedali. Si assumono nulle le perdite nella trasmissione.
Il calcolo si fa considerando tre potenze da vincere: quella per la resistenza aerodinamica, quella per la salita, quella per l'attrito volvente. Nel tuo caso, poni l'angolo uguale a zero.
LA potenza motrice, in generale, è il prodotto di una forza per una velocità. MA è anche il prodotto di una coppia per una velocità angolare. Quindi, calcolata la potenza e divisa per la velocità angolare (questa è data da $v/R$) , si ricava la coppia.
Questa coppia agente sull'asse della ruota posteriore si rapporta alla pedaliera moltiplicandola per il rapporto di trasmissione della catena , cioè il rapporto $z_1/z_2$ tra i denti delle due ruote degli ingranaggi (motrice e mossa), e si ottiene la coppia che deve essere applicata alla pedaliera. Poi, supponendo che un piede per volta eserciti la forza solo nella corsa discendente e in direzione perpendicolare al terreno, e che normalmente i ciclisti hanno due piedi (
), si ricava la coppia media come integrale della coppia istantanea, vedi formula (2):
$C_(mp) = 2/pi*int_0^\pi cd\phi = …= (4Fa)/\pi$
Perciò, puoi adattare l'esercizio facilmente al tuo caso. Come vedi, la resistenza aerodinamica è una bella frazione di quella totale.
Si tratta di una bici in salita, quindi un po' più complicato del tuo. Ma se poni l'angolo uguale a zero ritrovi il tuo.
Si richiede la potenza sviluppata dal ciclista e la forza esercitata sui pedali. Si assumono nulle le perdite nella trasmissione.
Il calcolo si fa considerando tre potenze da vincere: quella per la resistenza aerodinamica, quella per la salita, quella per l'attrito volvente. Nel tuo caso, poni l'angolo uguale a zero.
LA potenza motrice, in generale, è il prodotto di una forza per una velocità. MA è anche il prodotto di una coppia per una velocità angolare. Quindi, calcolata la potenza e divisa per la velocità angolare (questa è data da $v/R$) , si ricava la coppia.
Questa coppia agente sull'asse della ruota posteriore si rapporta alla pedaliera moltiplicandola per il rapporto di trasmissione della catena , cioè il rapporto $z_1/z_2$ tra i denti delle due ruote degli ingranaggi (motrice e mossa), e si ottiene la coppia che deve essere applicata alla pedaliera. Poi, supponendo che un piede per volta eserciti la forza solo nella corsa discendente e in direzione perpendicolare al terreno, e che normalmente i ciclisti hanno due piedi (
), si ricava la coppia media come integrale della coppia istantanea, vedi formula (2):$C_(mp) = 2/pi*int_0^\pi cd\phi = …= (4Fa)/\pi$
Perciò, puoi adattare l'esercizio facilmente al tuo caso. Come vedi, la resistenza aerodinamica è una bella frazione di quella totale.
Grazie mille per avermi dato queste preziose informazioni. Devo leggerlo con più attenzione gli ho dato una lettura ma devo rivederlo appena ho più tempo. Se ho dubbi, cosa molto probabile, ti faccio un fischio. 
Nella coppia istantanea: $Cd\phi = Fa*\sin(\phi)*d\phi$ cosa è $d$? e perché lo moltiplica per un angolo $\phi$?
Inoltre perché per calcolare la coppia media c' è questa costante davanti: $2/\pi$? Grazie.
Inoltre perché per calcolare la coppia media c' è questa costante davanti: $2/\pi$? Grazie.
"ignorante":
Nella coppia istantanea: $ Cd\phi = Fa*\sin(\phi)*d\phi $ cosa è $ d $? e perché lo moltiplica per un angolo $ \phi $?
Inoltre perché per calcolare la coppia media c' è questa costante davanti: $ 2/\pi $? Grazie.
Il simbolo $d\phi$ non è altro che il differenziale dell'angolo $\phi$ , variabile da $0$ a $\pi$ .
L'autore ha detto prima : suppongo che il piede eserciti una forza $F$ sempre perpendicolare al terreno, e solo nel tratto in discesa del pedale, dalla posizione alta a quel bassa. Perciò il momento di $F$ rispetto all'asse di rotazione del pedale è dato, in una posizione intermedia, da : $Fa*\sin(\phi)$ , essendo $a$ il raggio del pedale. E questo momento va integrato per mezzo giro , quindi ne va fatto il valore medio . LA formula :
$1/\pi*int_0^\piFa*\sin(\phi)*d\phi $
che mi pare si chiami in analisi "teorema della media" (controlla, non mi ricordo) , dà appunto questo valore medio della coppia, per un solo piede. Ma siccome i piedi sono due, c'è il fattore 2 .
Ok capito abbastanza! Si è il teorema della media ho visto su wiki. Grazie!
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