Warum ist es schwierig, ein Fahrrad mit einem teilweise aufgepumpten oder entleerten Reifen zu fahren?

Es ist eine verbreitete Beobachtung, dass das Fahrradfahren mit einem aufgepumpten Reifen einfacher ist als das Fahren mit einem platten Reifen, aber warum ist das so?

Nach meinem Wissen ist in einem idealen Fall ohne Verformung des Reifens (wenn er aufgepumpt ist) das normale Drehmoment null (fast null im nicht idealen Fall) um die Rotationsachse, während sich der Reifen im entleerten Fall verformt und normal ist verlagert sich auf die Vorderseite des Reifens und daher gibt es auch ein normales Drehmoment, das unsere Muskeln überwinden müssen.

Ist das richtig, was ich dachte, und gibt es noch andere Gründe?

Wenn der Reifen aufgepumpt ist, verringert der Druck im Inneren des Reifens die Normalkraft zwischen Reifen und Boden und verringert somit die Reibung zwischen Reifen und Straße. Auch wenn der Reifen drucklos wird, verformt er sich während der Drehung des Reifens, die von Ihnen zugeführte Energie wird verbraucht, um die Form zu ändern und die Reibung nicht zu überwinden, und aufgrund der Verformung erhöht sich die Reibung. Das Drehmoment des Normalen kann sich nach vorne verschieben, um die erhöhte Reibungsmenge aufzuheben. Aber das wird keine große Veränderung sein. Halten Sie einfach alle Fakten fest, die hier berücksichtigt werden müssen. Ich weiß die Antwort nicht genau.
@Quark Ich glaube nicht, dass sich die Normale ändern wird, denn wenn wir das System (Fahrrad + Fahrer) betrachten, wird die Kraft aufgrund des Drucks zu einer inneren Kraft und dann ist das mg des Systems ausgeglichen, nehmen wir an, eine Normale von N . Wenn nun der Reifen Luft verliert, bleibt der mg-Wert auch bei einer Druckänderung immer noch gleich (mit Ausnahme einer minimalen Änderung der Luftmasse), wodurch der N nahezu gleich bleibt. Da sich die Normalität nicht ändert, ändert sich beim Rutschen (was normalerweise in praktischen Fällen der Fall ist) die kinetische Reibung nicht viel.
@PranavRastogi Wie Sie sagten, hat Luft auch Masse. Angenommen, ein Ballon, aufgeblasen oder entleert, normal würde auf ihn genauso wirken. dh Senkrecht zum Kontaktpunkt. Aber welcher ist Ihrer Meinung nach leichter auf dem Boden zu rollen? Hier ist die Rollreibung zu betrachten und nicht die Gleitreibung. Ich sage nicht, dass ich mit dem, was Sie sagen, nicht einverstanden bin.

Antworten (1)

Es gibt mehrere Faktoren, die berücksichtigt werden können, aber wichtiger ist die Energie, die zum Verformen des Reifens aufgewendet wird.

Angenommen, ein Reifen mit Luftmangel. Wenn Sie sich vorwärts bewegen und sich der Reifen dreht, muss der Teil des Reifens, der den Boden berührt, verformt werden (da der Reifen platt ist). Dafür muss man eine erhebliche Menge an Energie aufwenden. Beachten Sie, dass der Teil des Reifens, der gerade aufgehört hat, den Boden zu berühren, ebenfalls verformt werden muss, wodurch etwas Energie zurückgewonnen wird. Nichtsdestotrotz wird aufgrund der elastischen Hysterese nicht die gesamte Energie gewonnen , sodass wir einen Nettoverlust haben. Dieser Verlust muss vom Radfahrer ausgeglichen werden, weshalb es schwieriger ist, ein Fahrrad mit platten Reifen zu fahren.

Beachten Sie, dass es andere Faktoren gibt, die dies beeinflussen können. Ich zitiere hier Wikipedia

Zusätzliche beitragende Faktoren umfassen Raddurchmesser, Geschwindigkeit, Last auf dem Rad, Oberflächenhaftung, Gleiten und relatives Mikrogleiten zwischen den Kontaktoberflächen. Die Verluste durch Hysterese hängen auch stark von den Materialeigenschaften des Rades bzw. Reifens und der Oberfläche ab.

Vielleicht möchten Sie diesen Artikel über den Rollwiderstand lesen . Hier wird ein fester (oder perfekt aufgepumpter) Reifen und ein elastischer Boden vorausgesetzt, aber es ist gleichwertig.

Stimmt, außerdem ist Kurvenfahren deutlich schwieriger, weil sich das schlaffe Gummi bei Seitenkräften wie verrückt verformt.
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