Lässt mich ein höheres Gewicht schneller bergab gehen?

Bei der Geschwindigkeit ist vor allem der Luftwiderstand zu beachten: Die Kraft F auf dich+Fahrrad (Masse m ) ist:

F = ma = mg sin Q - F_d - F_rr

Dabei ist a Ihre Beschleunigung, g die Erdbeschleunigung und Q der Neigungswinkel zur Horizontalen. F_d ist die Widerstandskraft, die nicht mit der Masse skaliert. Versuchen Sie, einen Ballon und einen (Fußball-)Fußball derselben Größe fallen zu lassen, und Sie werden dies in Aktion sehen. F_rr ist der Rollwiderstand.

Der Luftwiderstand dominiert den Rollwiderstand bei jeder anständigen Geschwindigkeit für ein gut eingestelltes Fahrrad: Mehr Details, als Sie wahrscheinlich wollen, oder eine schöne Grafik , sodass Sie den Rollwiderstand vernachlässigen können sollten.

Das Gewicht hat einen geringen Einfluss auf den Rollwiderstand und (vorausgesetzt, es wirkt sich nicht auf den Querschnitt aus) nicht auf den Luftwiderstand, sodass Sie schneller beschleunigen, aber nicht viel.

Vielleicht möchten Sie experimentieren: Beginnen Sie mit einigen gemessenen Geschwindigkeiten ohne zusätzliche Ladung, testen Sie dann die zusätzliche Masse und eine Dummy-Ladung mit demselben Volumen / derselben Form / Halterung aus Styropor oder Pappe.

Der größte Effekt, den Sie haben werden, ist der Luftwiderstand - das erste, was Sie versuchen sollten, ist eine bessere Haltung, keine flatternden Klamotten zu tragen usw.

Für wirklich hohe Geschwindigkeiten ist eine Verkleidung der richtige Weg - vergleichen Sie den Stundenrekord für ein vollverkleidetes Liegerad (~92 km) mit einem UCI-Rennrad (~52 km). Es gibt keine Statistiken, die ich speziell für einen Pfosten mit Verkleidung finden kann.

Das mag halb erinnerte Physik sein, die hier ins Spiel kommt, aber ich bin mit (wesentlich schwereren) Freunden bergab gefahren, wo sie auf Fahrrädern waren, die – wie alle meinen – langsamer sein sollten als meine eigenen, aber sie haben gewonnen. Könnte in unwegsamerem Gelände Schwung ins Spiel kommen? Damit meine ich, wenn ein Fahrer mit einem höheren Gewicht auf eine Unebenheit oder ein Loch usw. treffen würde, würde er aufgrund seines erhöhten Schwungs im Vergleich zu einem Fahrer mit einem geringeren Gewicht weniger Verzögerung erfahren.

In einem perfekten Vakuum bleibt die Beschleunigung natürlich bei 9,81 m/s/s und somit würde die Masse keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit haben.

PS Ich habe versucht, dies in einem Kommentar zu posten, aber ich habe noch nicht genug Reputation.

Wenn es Reibung gäbe, wäre es genau dasselbe (erinnern Sie sich an den Hammer und die Feder beim Mondgeschäft). Allerdings - Ihr Nettowiderstand wird nicht wirklich proportional zu Ihrer Masse sein. Der Luftwiderstand ist überhaupt nicht proportional zu Ihrer Masse (obwohl der Rollwiderstand es ist). Aus diesem Grund haben Sie weniger Luftwiderstand pro Kilogramm mit mehr Gewicht, was dazu führt, dass Sie schneller fahren, ja.

Die akzeptierte Antwort besagt, dass der Luftwiderstand nicht mit der Masse skaliert. Was wahr ist. Aber der Luftwiderstand skaliert mit der Frontfläche. Es ist davon auszugehen, dass die beiden Rahmen aus demselben Material bestehen, daher hat der größere Rahmen eine größere Frontfläche.

Anstatt Ballon und Fußball gleicher Größe zu vergleichen, ist ein geeigneterer Vergleich zwei Steine ​​gleicher Dichte, aber unterschiedlicher Größe.

Endgeschwindigkeit ist, wenn die Schwerkraft gleich dem Luftwiderstand ist
Siehe diesen Link für die Berechnung der Endgeschwindigkeit
Endgeschwindigkeit

In der Gleichung, sobald Sie die Konstanten
herausgenommen haben, ist vterminal proportional zur Quadratwurzel (Masse / Fläche)
vterminal ist proportional zur Quadratwurzel (r cubed / r squared)
vterminal ist proportional zur Quadratwurzel (r)

Wenn Sie also bei konstanter Dichte r verdoppeln, erhöht sich die Endgeschwindigkeit um 1,414
Double r ist das Achtfache der Masse für nur 1,414 der Endgeschwindigkeit.

Widerstand proportional zu v zum Quadrat ist der tatsächliche Widerstand (Wortspiel beabsichtigt)

Stellen wir uns nun vor, Sie könnten Ihre Masse verdoppeln und dieselbe Fläche
beibehalten vTerminal ist proportional zur Quadratwurzel (Masse / Fläche)
vTerminal ist proportional zur Quadratwurzel (Masse / Konstante)
vTerminal ist proportional zur Quadratwurzel (Masse)
Wenn alles konstant wäre (einschließlich Ihre Fläche und Rollwiderstand)
Wenn Sie die Masse um 2 erhöhen, würden Sie die Endgeschwindigkeit um 1,414 erhöhen.
Wenn Sie die Masse um 4 erhöhen, erhöhen Sie die Endgeschwindigkeit um 2.
Der Rollwiderstand ist nicht konstant, also wäre er geringer als 1,414 und 2

Nehmen wir an, ein 180-Pfund-Fahrer und füge 20 Pfund Blei zum Rahmen hinzu - das sind nur 5% geradeaus bergab.
Auf einer 10er-Steigung sind das nur 0,846% - 40 mph gegenüber 40,43 mph (ohne Berücksichtigung des Rollwiderstands).

Auch Kletterräder sind auf Leichtigkeit ausgelegt.
Im Grunde zahlen Sie bergauf für das gesamte Gewicht und bergab erhalten Sie nur die Quadratwurzel des Gewichts gutgeschrieben.
Der Widerstand proportional zum Quadrat von v ist der tatsächliche Widerstand

Die kurze Antwort ist ja . Die lange Antwort finden Sie in Chris 'Beitrag .

Der Hauptgrund für diese „Antwort“ ist, zu großer Vorsicht zu mahnen .

Als Teenager (im vorigen Jahrtausend) bin ich in einer hügeligen Gegend aufgewachsen. Es gab zwei Abfahrten, die wir regelmäßig gefahren sind – ein zwei Meilen langer Lauf von der Farm meiner Freunde nach Hause und ein steiler Hügel von einer Meile. Meine beste Zeit, um nach Hause zu kommen, war 2:11, mit viel Treten (ich werde nicht erwähnen, dass ich an den Autos vorbeikomme). Auf dem steilen Hügel würden wir 1 Minute ohne Treten knacken. Der Punkt ist , wir waren jung und dumm .

Kürzlich traf mein Bruder einige gleichaltrige Kinder, die unbedingt einen uns bekannten schweren Hügel so schnell wie möglich hinunterfahren wollten. Obwohl er davon abriet, taten sie es trotzdem. Einer stürzte ab und zertrümmerte seinen Schädel . Aus unserer eigenen Erfahrung auf diesem Hügel wäre er etwa 60 km/h gefahren. Nur.

Sie sprechen von 30 % . Das ist steil:

Der steile Teil ist dort, wo die Straße außer Sichtweite fällt.

Der letzte Warnpunkt ist die Fahrradstabilität und die Bremsen. Fahrradbremsen sind für diese Geschwindigkeiten nicht ausgelegt . Und Ihre Rahmengeometrie ist ein unbekannter Faktor - wird sie "wackeln"? Der einzige Weg, wie Sie es wissen, ist, es zu tun. Das Problem ist, wenn dies der Fall ist, werden Sie höchstwahrscheinlich abstürzen. Schwer .

In der Praxis führt ein erhöhtes Gewicht dazu, dass Sie schneller bergab fahren, aus dem gleichen Grund führt ein geringeres Gewicht dazu, dass Sie schneller bergauf gehen

Sehen Sie sich diesen interaktiven Rechner an . Wenn Sie den Gradienten auf "-10" einstellen, stellen Sie "Power P (Watts)" auf 0,001 (also fast Null):

• Mit einem auf 50 kg eingestellten Fahrergewicht erreichen Sie eine Geschwindigkeit von 59,54 km/h
• Mit einem auf 75 kg eingestellten Fahrergewicht erreichen Sie eine Geschwindigkeit von 71,22 km/h
• Mit einem auf 100 kg eingestellten Fahrergewicht erreichen Sie eine Geschwindigkeit von 81,25 km/h

Allerdings ist das eine ziemlich massive Gewichtszunahme. Eine solche Erhöhung des Körpergewichts wäre „ungesund“, und eine Erhöhung des Fahrradgewichts würde sehr wahrscheinlich das Fahrverhalten negativ beeinflussen.

Kleinere Gewichtszunahmen (ein paar Kilogramm usw.) erhöhen Ihre Geschwindigkeit bergab etwas. Es wäre jedoch wahrscheinlich weitaus produktiver, an der Reduzierung des Luftwiderstands zu arbeiten.

Ein extremes Beispiel wäre ein Liegerad (ein viel kleinerer Frontbereich als ein typisches Rennrad und kann eine Außenhülle haben, um den Luftwiderstand weiter zu reduzieren), aber es gibt viele andere Möglichkeiten, dies zu tun, wie z. B. das Einnehmen ziemlich unsicherer Positionen auf dem Fahrrad , oder das Tragen von lustig geformten Helmen und aerodynamischerer Kleidung (Triathlon/Zeitfahren-Skinsuits)

Ja in gewissem Sinne. Es ist, als würden einige Skifahrer versuchen, mehr Gewicht zu bekommen, um mehr Geschwindigkeit zu bekommen. Aber es wäre schwer, eine gute Kontrolle im Vergleich zu früher zu haben :)

Wie üblich denke ich, dass der beste Weg, dies zu berücksichtigen, die Energie ist;

Bei der Bewegung aus der Ruhe auf der Spitze eines Hügels (Höhe h) gilt die Energieerhaltung zwischen potentieller Energie oben und kinetischer Energie unten:

Mgh = MV ^ 2 + Verluste (aufgrund von Luft- und Rollwiderstand)

deshalb

V = sqrt( gh - Verluste/M )

Da die Verluste nicht proportional zur Masse sind, verringert das Herunterrechnen nach Masse ihren Einfluss auf die Geschwindigkeit für den schwereren Fahrer, unabhängig davon, ob die Endgeschwindigkeit erreicht wurde oder nicht