バイクは着陸時に大きな落下からすべてのエネルギーをどのように吸収しますか?


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BMX /フリーライド/ダウンヒルなどのライダーが高所からジャンプしたり降りたりするビデオが無数にあります。専門家ではない観客にとって、彼らは生き残ることが不可能のようです。物理的な観点から、自転車は、落下の高さとライダーと自転車の合計質量に依存する所定の運動エネルギーで地面に到達します。このエネルギーはどこに散逸しますか?このエネルギーのほとんどは自転車に吸収され、一部はライダーによって吸収されると思います。このエネルギーは自転車のさまざまなコンポーネントにどのように分配されますか?

回答:


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物理!
大きなジャンプの着陸は、厄介な古い重力があなたの地球への旅行で作成した慣性を散逸させることです。その慣性を放散するほど、自殺しない可能性が高くなります。
ここでは、いくつかの要因が関係しています。

  • 着陸の遷移。
    踊り場はほとんど常に下向きに傾斜しています。前進の勢いと下り坂を組み合わせると、平らな地面に着地するよりもかなりソフトな着地になります。これは、着陸遷移を乗り越えたときにライダーが怪我をする主な理由の1つです。
  • サスペンション。
    少しのサスペンションは長い道のりであり、多くのサスペンションはさらに先へ行きます。1インチでもギブが与える衝撃減衰の量は膨大です。マットレスに後方に落下するのと、背の高い草や雪に後方に落下するのがどのくらいの距離であるかを考えてみてください。柔らかな表面のギブは、速度を低下させ、慣性を消散させます。これは、コンクリートの場合のように頭を割れるのを防ぎます。ビッグヒットバイクは、サスペンションの移動距離が8または10インチ(またはそれ以上)になる可能性があります。それは影響を散逸させるための多くの旅です。タイヤでさえスキッシュを少し提供しますが、これはBMXライダーにとって特に重要です(そして、それがリジッドマウンテンバイクライダーがより大きなボリュームのタイヤを走る傾向がある理由でもあります)。
  • 適切な着陸(自転車と自転車のサスペンションの活用方法)
    ほとんどのライダーが最初に後輪を最初に着地させることに注意してください。特に、トライアルやストリートBMXで一般的であるよりフラットな着陸では。これにより、ライダーはバイクの前部と後部のギブを連続して活用できるため、さらに衝撃が軽減されます。これは、リジッドバイクとサスペンドバイクの両方に効果的です。最初に後輪に着陸することで、自転車を一種のレバーとして使用できます-衝撃の一部を吸収し、前輪が着陸する前に体の速度を低下させます。これは、ペダルとハンドルバーを支えて体重が正しくバランスが取れている場合に達成されます。サスペンション付きのバイクの方が効果は大きいです。後輪が当たると、後輪のショックが吸収され、前輪が下がってフォークがさらに強くなります。これを、完全にフラットな着陸(両方のホイールが同時に)と比較します。この場合、バイクは、前後のショックの組み合わせの平均的な移動量とほぼ同じくらいのサスペンションだけを提供します。 (痛い!)後輪を最初に着陸させても、2倍の移動距離が得られるわけではありませんが、着陸の力を分散させるためにより多くの時間がバイクに与えられます。
  • 膝と肘(さらに多くのサスペンション)
    実際には、これにはほとんどの関節が含まれます-身体のどの部分も曲がったり動いたりして衝撃を吸収します。ライダーが大きなジャンプをして着陸するのを見ることはありません。それは、バイクではできなかったほどの力を、腕と脚を使って吸収しているためです。

これらすべての要素を調和させて組み合わせると、かなりの量の動きが得られます。大きなジャンプを着地させるのに数秒しかかかりませんが、ライダーの質量を遅くしてそれらが大きくなるのを防ぐのに十分な時間ですThe Tooney Dropの下部にあるグリーススポット。


これはマウンテンバイクスタイルのドロップを説明するのに適しています。コンセプトは似ていますが、BMXとトライアルドロップでは少し異なります。同じ「適切な着陸」スタイルを使用しますが、誇張されたこれらのバイクは、フラットな着陸では速度がほとんどなく、かなりの距離を落ちます。
Glenn

言うまでもなく、ジョイントは大きな低下の一部です。
Glenn

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すべてが優れた点ですが、1つは見逃されました。自転車のジオメトリも大きな役割を果たしており、今日でも自転車のスタイルに乗っています。自転車の二重三角形は、道路からの振動/衝撃を吸収し、ライダーから離れて移動するように設計されています。うまくいくと、衝撃力は三角形の周りに向きを変え、主管溶接部にかかる力を、フレックスよりも圧縮として集中させます。ショック/膝/肘/タイヤ、そして大ヒットのバイクの極端にくつろいだ形状により、壊滅的な故障に到達する前にはるかに大きな力が可能になります。
フランベシェフ、2012年

@Glennは、これらの要因が試験およびBMXバイクでどのように機能するかをよりよく説明するために編集されました。
joelmdev 2012年

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+1レッドブルの大暴れは、地形だけでなく、ドロップの底にある柔らかい土が効果的に1インチの移動を与え、はるかに大きなドロップを実行できるようにするために、ユタ州で開催されます。
cmannett85 2012年

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あなたはキネティックエネルギーについて言及しましたが、それは明らかにどこかに行かなければなりません。場合によってはレセプションがあり、自転車の速度が速くなることもありますが、自転車の試用のように、自転車が無地のコンクリートの上に「平らに」着地することもあります。時には、フリーライダーが平らなコンクリートに高速で着陸し、少なくとも液滴の運動エネルギーの垂直成分が消えることもあります。

このエネルギーが行き渡る場所は3つしかないと思います。

  1. それのほとんどはライダーによって作成された減速力によって中和されます。テクニックとスタイルが多いほど、より多くのエネルギーを吸収できます。通常、これは、伸展筋が伸張していることを意味します(伸ばされている間に力を加えて、関節の動きを減速/対抗させます)。これは、食物カロリーから来る筋肉細胞によるエネルギー消費を意味します。ドロップが高い場合、ほとんどのトライアルライダーは最初に後部に着陸することを好みます。そのため、同じ力を作用させる時間が長くなり、着陸の各部分で作用する筋肉グループが増えます(これは非常に速く、リハーサルされたスキル)。
  2. サスペンション付きの自転車では、オイルの高速粘性流により、ダンパー内部の運動エネルギーが多く失われ、オイルの温度が上昇します。現代の大きな旅行の極端なフリーライドサスペンションは、内部に大量のオイルがあり、低い流速(大きなボア、大きなバルブホール)で動作するため、オイルが高温になりすぎません。
  3. 最後に、タイヤと地形の境界面の変形が大量のエネルギーを吸収し、着陸のピーク時の減速度(衝撃)を低下させる可能性があります。着陸の良い例は、柔らかい砂浜、草、そしてある種の泥です。

自転車の剛体要素(フレーム、ホイール)は運動エネルギーを吸収せず、力を他の場所に伝達するだけであることを述べることが重要です。また、@ jm2の発言に加えて、関節は力を伝達するだけで、(幸いにも)大きなエネルギーを吸収しません。着陸の運動エネルギーは、関節を介して作用する筋肉の収縮によって相殺されます。


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jm2ですでに述べたように、ライダーがより大きなドロップを取ることができる多くの理由があります。しかし、あなたの質問はそれがどのように配布されるかでした...

例としてスイングアームを見てください。自転車の垂直方向の衝撃により、リアロアステイがクランクのピボットポイントから上方に移動します。その動き(力)は上部後部ステーにリダイレクトされ、力の大部分を吸収するショックに転送されてから、最後の量がライダーを介さずにライダーに垂直な角度でシートチューブに最終的に転送されます。

だから、力はライダーの足に直接かけられません。

ジオメトリは、ライオンのシェアを10インチのショックに分割するものです。これにより、ライダーは最初にバイクを破壊することなく20フィート落下し、その後、はるかに少ないエネルギーで足や腕を吸い上げることができます。

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