Як велосипед поглинає всю енергію при посадці від великої краплі?

Існує незліченна кількість відео, на яких показані BMX / фрірайд / спуск тощо. Для непрофесійного глядача вони здаються неможливими для виживання. З фізичної точки зору, велосипед досягає землі із заданою кінетичною енергією, яка залежить від висоти падіння та від комбінованої маси вершника та велосипеда. Де розсіюється вся ця енергія? Я припускаю, що більша частина цієї енергії поглинається велосипедом, а частина - мотоциклістом. Як ця енергія розподіляється в різних компонентах велосипеда?

Фізика!
Приземлення великих стрибків - це все, що стосується того, щоб розігнати інерцію, яку створила примхлива стара гравітація під час подорожі назад на землю. Чим краще ви розіб'єте цю інерцію, тим більше шансів, що ви не хочете вбити себе.
Тут грає кілька факторів:

• Перехід Посадки.
  Посадка майже завжди нахилена вниз. Поєднайте імпульс вперед із низхідним нахилом, і ви отримали значно більш м'яку посадку, ніж ви б приземлилися на рівну землю. Це одна з найважливіших причин, коли ви бачите, що наїзники травмуються, коли перестають переходити на посадку.
• Підвіска.
  Трохи підвіска проходить довгий шлях, а багато підвіски йде ще далі. Обсяг демпфування ударів, який надасть навіть дюйм, є величезним. Подумайте про це з точки зору того, що відчуваєш, як упасти назад на матрац проти падіння назад у високу траву чи сніг, відстань дорівнює. Надання м'яких поверхонь зменшує вашу швидкість і розсіює вашу інерційність, саме це заважає не розтріскувати голову, як на бетоні. Велосипедні велосипеди можуть мати 8 або 10 дюймів (або більше) ходу підвіски. Це багато подорожей, щоб зменшити вплив. Навіть шини забезпечують трохи каламути, що особливо важливо для вершників BMX (і це також, чому жорсткі гірські велосипедисти мають тенденцію використовувати шини більшого обсягу).
• Правильна посадка (як ви використовуєте велосипед та підвіску велосипеда)
  Зауважте, як більшість вершників спершу спускаються ззаду на заднє колесо, особливо на більш плоских посадках, які є загальними для випробувань та вуличних BMX. Це ще більше зменшує удари, оскільки вершник може певним чином використовувати подачу передньої та задньої частини велосипеда. Це ефективно як для жорстких, так і для підвісних велосипедів. Посадивши спочатку на заднє колесо, ви можете використовувати велосипед як своєрідний важіль - поглинаючи частину удару та зменшуючи швидкість вашого тіла до приземлення переднього колеса. Це досягається за умови правильного врівноваження ваги за допомогою притискань до педалей та ручок. Ефект ще більший для велосипеда з підвіскою. Коли б'є заднє колесо, заднє поштовх замочує все, що може, тоді переднє колесо опускається вниз, а вилка вбирається ще більше. Порівняйте це з цілком плоским посадкою (обидва колеса одночасно), коли велосипед забезпечить приблизно стільки ж підвіски, скільки усереднене переміщення комбінації переднього і заднього ударів, або для жорсткого велосипеда, лише стільки, як шини дав би (ой!). Посадка на заднє колесо спочатку не означає, що ви отримаєте подвійну подорож, але це, безумовно, дає велосипеді більше часу, щоб розвіяти силу посадки.
• Коліна та лікті (ще більше підвіска)
  Дійсно, це включає більшість ваших суглобів - будь-яку частину тіла, яка може згинатись і рухатися, щоб пом'якшити удар. Ви не бачите вершників, які здійснюють великі стрибки та приземляються. Це тому, що вони використовують руки і ноги, щоб взяти якомога більший вплив, що велосипед не зміг.

Коли ви комбінуєте всі ці елементи в гармонії, у вас дійсно велика кількість руху, і хоча для того, щоб здійснити великий стрибок, потрібно лише частку секунди, достатньо часу сповільнити масу вершника і не допустити їх жирова пляма в нижній частині краплі The Tooney .

Ви згадали про КІНЕТИЧНУ ЕНЕРГІЮ, яка, очевидно, має кудись поїхати. Іноді у вас є прийом, і велосипед приїжджає зі швидкістю, але іноді, як і на пробному велосипеді, велосипед приземляється "рівним" на звичайний бетон. Іноді також фрірайдери швидко приземляються на плоский бетон, і принаймні вертикальна складова кінетичної енергії краплі зникає.

Я б сказав, що є лише три місця, куди ця енергія може піти:

1. Більшість її нейтралізується уповільнюючими силами, створеними вершником. Чим більше техніки і стилю, тим більше енергії можна поглинути. Зазвичай це означає, що м'язи-розгиначі виконують ексцентричне скорочення (застосовуючи силу під час розтягування, щоб зменшити / протистояти руху суглоба). Мається на увазі витрата енергії м’язовими клітинами, які надходять з харчових калорій. Якщо падіння велике, більшість пробних вершників воліють спершу приземлитися, тому у них є більше часу, щоб діяти однаковою силою, і більше м’язових груп діяти під час кожної частини посадки (це дуже швидко, і це добре стосується репетировані навички).
2. У велосипеді з підвіскою МАЛО кінетичної енергії може «відпасти» всередині заслінок через швидкісний в’язкий потік масла, що підвищує температуру масла. Сучасні великі ексклюзивні підвіски для вільної їзди мають багато масла всередині, працюючи з меншими швидкостями потоку (більшими отворами, більшими отворами клапана), щоб масло не досягало занадто високих температур.
3. Нарешті, деформація шини / рельєфу місцевості може зайняти багато енергії та зменшити пікове зменшення (удар) посадки. Хорошими прикладами для посадки можуть бути м'який пляжний пісок, трава та деякі види грязі.

Важливо згадати, що жорсткі елементи велосипеда (рама, колеса) не забирають кінетичну енергію, а лише передають сили кудись інше. Крім того, для додання того, що сказав @ jm2, суглоби передають лише сили і (на щастя) не забирають значної кількості енергії: кінетична енергія на посадку взаємодіє зі скороченням м’язів, що діють через суглоб.

Як вже було сказано в jm2 ... Є багато причин, що їзди можуть брати більше крапель. Однак як ваше питання було, як він розподіляється ...

Подивіться, наприклад, на маятникову руку ... вертикальний удар велосипеда змушує заднє нижнє утримування рухатися вгору від точки повороту в кривошипі. Цей рух (сила) переспрямовується на верхнє заднє утримування і переноситься на удар, який поглинає більшу частину сили, перш ніж остаточно перенести останню кількість на трубу сидіння під перпендикулярним кутом до вершника, а не через вершника.

Тому повна сила не розміщується безпосередньо на ногах вершників.

Геометрія - це те, що розбиває левову частку на 10 дюймових поштовхів, які дозволяють вершникові скинути 20 футів, не знищуючи спочатку велосипед, а потім йому залишається набагато менша кількість енергії, щоб всмоктувати його ноги та руки.