J'ai cette question depuis un moment. Je veux savoir comment je peux descendre une colline aussi vite que possible. Donc, je me demandais si l'augmentation du poids d'un vélo augmentait la vitesse dans les descentes, ou cela me ralentirait-il simplement à cause de la résistance au roulement, de la traînée ou d'autres facteurs?
Je parle ici de longs tronçons et de longues collines de 10 à 30%. J'ai également vérifié la surface de la route, et il n'y a pas de virages, et je peux facilement voir si la circulation arrive. Il est de toute façon très rarement utilisé pour le trafic.
Merci
EDIT: Je voudrais également prendre en compte des éléments comme la résistance au roulement dans cette question.
Réponses:
La principale chose que vous devez considérer à la vitesse est la traînée: la force F sur vous + le vélo (masse m ) est:
F = ma = mg sin Q - F_d - F_rr
où a est votre accélération, g est l'accélération due à la gravité et Q est l'angle de la colline par rapport à l'horizontale. F_d est la force de traînée qui ne varie pas avec la masse. Essayez de laisser tomber un ballon et un ballon de football (soccer) de la même taille et vous verrez cela en action. F_rr est la résistance au roulement.
La traînée domine la résistance au roulement à n'importe quelle vitesse décente pour un vélo bien configuré: plus de détails que vous ne le souhaitez probablement ou un joli graphique afin que vous puissiez être en mesure de négliger la résistance au roulement.
Le poids aura un petit effet sur la résistance au roulement et (en supposant qu'il n'affecte pas la section transversale) aucun sur la traînée, ce qui vous fera accélérer plus rapidement mais pas beaucoup.
Vous voudrez peut-être expérimenter: commencez avec des vitesses mesurées sans charge supplémentaire, puis testez la masse supplémentaire et une charge factice du même volume / forme / montage en polystyrène ou en carton.
Le plus grand effet que vous aurez est sur la traînée - donc la première chose à essayer est un meilleur repli, ne pas porter de vêtements flappy, etc.
Pour des vitesses très élevées, un carénage est la voie à suivre - comparez le record d'heures pour un vélo couché entièrement caréné (~ 92 km) avec un vélo de course UCI (~ 52 km). Il n'y a pas de statistiques que je peux trouver spécifiquement pour un montant avec carénage.
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C'est peut-être la physique à moitié mémorisée qui entre en jeu ici, mais j'ai couru des amis (beaucoup plus lourds) dans les collines où ils étaient sur des vélos qui devraient - tout compte fait - être plus lents que les miens, mais ils ont gagné. L'élan pourrait-il entrer en jeu sur un terrain accidenté? Par cela, je veux dire que si un cavalier portant un poids plus lourd devait heurter une bosse, un trou, etc., il subirait moins de décélération en raison de son élan accru par rapport à un cavalier avec un poids plus léger.
Dans un vide parfait, bien sûr, l'accélération reste à 9,81 m / s / s et, en tant que telle, la masse n'aurait aucun impact sur la vitesse.
PS J'ai essayé de poster ceci dans un commentaire, mais je n'ai pas encore assez de réputation.
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S'il y avait des frictions, ce serait exactement la même chose (rappelez-vous du marteau et de la plume sur la lune). Cependant, votre traînée nette ne sera pas vraiment proportionnelle à votre masse. La résistance à l'air n'est pas du tout proportionnelle à votre masse (bien que la traînée de roulement l'est). Pour cette raison, vous aurez moins de traînée par kilogramme avec plus de poids, ce qui vous permettra d'aller plus vite, oui.
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La réponse acceptée indique que la traînée n'est pas proportionnelle à la masse. Ce qui est vrai. Mais la traînée évolue avec la zone frontale. Il est juste de supposer que les deux cadres sont faits du même matériau, donc le plus grand cadre a une plus grande surface frontale.
Plutôt que de comparer un ballon et un ballon de football de même taille, une comparaison plus appropriée est deux roches de même densité mais de tailles différentes.
La vitesse terminale est lorsque la force de gravité est égale à la traînée
Voir ce lien pour le calcul de la vitesse terminale Vitesse
terminale
Dans l'équation une fois que vous
retirez les constantes vterminal est proportionnel à la racine carrée (masse / surface)
vterminal est proportionnel à la racine carrée (r au cube / r au carré)
vterminal est proportionnel à la racine carrée (r)
Donc, à densité constante, si vous doublez r, la vitesse terminale augmente de 1,414
Double r est huit fois la masse pour seulement 1,414 la vitesse terminale.
La traînée proportionnelle à v au carré est la vraie traînée (jeu de mots voulu)
Maintenant, faisons comme si vous pouviez doubler votre masse et garder la même surface
vterminal est proportionnel à la racine carrée (masse / surface)
vterminal est proportionnel à la racine carrée (masse / constant)
vterminal est proportionnel à la racine carrée (masse)
Si tout était constant (y compris votre surface et votre résistance au roulement)
Si vous augmentiez la masse de 2, vous augmenteriez la vitesse terminale de 1,414
Si vous augmentiez la masse de 4, vous augmentez la vitesse terminale de 2
La résistance au roulement n'est pas constante, elle serait donc inférieure à celle de 1,414 et 2
Disons un pilote de 180 livres et ajoutez 20 livres de plomb au cadre - ce qui n'est que 5% en descente droite
Sur une pente de 10 qui n'est que de 0,846% - 40 mph contre 40,43 mph (sans tenir compte de la résistance au roulement).
Même les vélos d'escalade sont conçus pour être légers.
Fondamentalement, en haut de la colline, vous payez pour tout le poids et en bas de la colline, vous obtenez uniquement un crédit pour la racine carrée du poids.
La traînée proportionnelle à v au carré est la vraie traînée
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La réponse courte est oui . Voir le message de Chris pour la longue réponse.
La raison principale de cette "réponse" est d'encourager une grande prudence .
Adolescent (au millénaire précédent), j'ai grandi dans une région vallonnée. Il y avait deux descentes que nous avions l'habitude de faire régulièrement - une course de deux milles de la ferme de mes amis à la maison et une colline escarpée d'un mille. Mon meilleur moment pour rentrer à la maison était 2h11, avec beaucoup de pédalage (je ne mentionnerai pas les voitures). Sur la colline escarpée, nous craquerions 1 minute sans pédaler. Le fait est que nous étions jeunes et stupides .
Récemment, mon frère a rencontré des enfants d'âge similaire, qui souhaitaient descendre une colline sérieuse que nous connaissons, aussi vite que possible. Bien qu'il l'ait déconseillé, ils l'ont quand même fait. L'un s'est écrasé et s'est brisé le crâne . D'après notre propre expérience sur cette colline, il aurait fait environ 60 km / h. Seulement.
Vous mentionnez 30% . C'est raide:
La partie escarpée est l'endroit où la route tombe hors de vue.
Le dernier point d'avertissement est la stabilité du vélo et les freins. Les freins de vélo ne sont pas conçus pour ces vitesses . Et la géométrie de votre cadre est un facteur inconnu - va-t-elle «faire trembler»? La seule façon de le savoir est de le faire. Le problème est que si c'est le cas, vous planterez très probablement. Difficile .
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Dans un sens pratique, l'augmentation du poids vous fera descendre plus rapidement, pour la même raison, la diminution du poids vous fera monter plus vite
Voir cette calculatrice interactive . Si vous définissez le gradient sur "-10", définissez "Puissance P (watts)" sur 0,001 (c'est-à-dire presque zéro):
Cependant, c'est une augmentation de poids assez massive. Augmenter votre poids corporel serait "malsain", et augmenter le poids du vélo aurait très probablement une influence négative sur la maniabilité.
De plus petites augmentations de poids (quelques kilogrammes, etc.) augmenteront quelque peu votre vitesse en descente .. mais il serait probablement beaucoup plus productif de travailler sur la réduction de la traînée aérodynamique.
Un exemple extrême serait un vélo couché (zone frontale beaucoup plus petite qu'un vélo de route typique, et peut avoir une coque extérieure pour réduire davantage la traînée), mais il existe de nombreuses autres façons de le faire, comme adopter des positions plutôt dangereuses sur le vélo ou portant des casques de forme amusante et des vêtements plus aérodynamiques (combinaisons de triathlon / combinaison de temps)
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Oui dans un certain sens. C'est comme si certains skieurs essayaient de prendre plus de poids afin d'obtenir une vitesse supplémentaire. Mais il serait difficile d'avoir un bon contrôle par rapport à quand vous étiez plus léger avant :)
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Comme d'habitude, je pense que la meilleure façon de considérer cela est à travers l'énergie;
en se déplaçant du repos au sommet d'une colline (hauteur h), la conservation de l'énergie s'applique entre l'énergie potentielle en haut et la cinétique en bas:
Mgh = MV ^ 2 + pertes (dues à la résistance aérodynamique et au roulement)
par conséquent
V = sqrt (gh - pertes / M)
comme les pertes ne sont pas proportionnelles à la masse, leur prise en compte en masse réduit leur influence sur la vitesse pour le cycliste plus lourd, que la vitesse terminale ait été atteinte ou non
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