Zavore

Teoretični pogled na toploto, ki jo ustvarja kolesar med zaviranjem.Pri spustih na kolesarja delujejo tri sile (in še kakšna zraven, ki pa jo za potrebe tega razmišljanja upravičeno zanemarim). To so sila gravitacije, ki potiska kolesarja navzdol, sila zračnega upora, ki deluje vedno v nasprotni smeri vektorja hitrosti ter sila trenja, ko s pritiskanjem zavorne obloge ob vrtečo se kovino ustvarjamo iz kinetične toplotno energijo.
Problem se pojavi ko je toplotni tok (Q’ = δQ/δt) prevelik in se ne odvaja v okolico dovolj hitro. Pravilneje bi rekel, da je potrebna razlika v temperaturi med zavoro in okolico ΔT ki omogoča potrebni toplotni tok Q’ zeloo velika. Če drgnem z zavorno oblogo ob obroč, se ta lahko tako segreje, da raznese zračnico. Če pa ob disk, se zgodi da zaradi segretja zavorne tekočine odpovejo zavore. Oboje se mi je že zgodilo.

Postavimo enačbe:
količnik zračnega upora in prerez kolesarja       … Acx = 0.36 m2
gostota zraka                                                        … ρz = 1.25 kg/m3
sila gravitacije na klancu                                     … Fkl = m·g·sinφ
sila zračnega upora                                              … Fzu = 0.5·Acx·ρz·v2
sila trenja                                                              … Ftr = Fkl – Fzu > 0

Ko je sila trenja/zaviranja enaka nič, pomeni da je kolesar dosegel terminal velocity. Ne gre hitreje. No, gre, če se malo bolj stisneš ob kolo in tako zmanjšaš Acx, ali pa če povečaš m.

Ftr = Fkl – Fzu = 0
Fkl = Fzu
m·g·sinφ = 0.5·Acx·ρz·vter2
vter = (2·m·g·sinφ/(Acx·ρz))1/2

Zase vem da sem sposoben oddajati cca 300+ Wattov kar nekaj časa, to po ravnem znese 39.6 km/h (= 11 m/s), iz tega podatka ocenim moj zmnožek Acx:

Pkol – Pzu  – Pkl = 0
Pkol
 = Pzu
Pkol
 = Fzu·v = 0.5·Acx·ρz·v3
Acx = 2Pkol/(ρz·v3) = 2·300/(1.25·113) = 0.36 m2

Ta vrednost bo kar prava, okvirno take vrednosti se objavljajo po internetih za cestnega kolesarja.

Če najprej obdelam cestno kolo. Pri normalnih asfaltiranih klancih zaviranje ni potrebno razen pred ovinki. Hitrosti ki jih doseže kolesar so nekaj čez 60 km/h, tam okoli, težji smo hitrejši ampak ne dosti. Ceste pa so običajno projektirane za hitrosti vsaj 60 km/h. Še ena stvar ki je do zdaj nisem omenil, če želiš čim hitreje se stisneš v čimbolj aerodinamično kapljico, če pa je treba zavirati, se pa spremeniš v padalo, se dvigneš in zaviraš že s samim zračnim uporom. Skratka na cesti s pregrevanjem zavor skoraj ne more biti težav. Ampak za hec, korensko sedlo na avstrijsko stran, 18% naklon:

vter = (2·m·g·sinφ/(Acx·ρz))1/2 = (2·90·9.81·sin10.2°/(0.36·1.25))1/2 = 26.4 m/s = 94.9 km/h

Bo kar vredu ocena, jaz sem se sicer tam dol peljal 100, torej sem se še malo bolj stisnil. Se pa spomnim kakšen pojemek je bil ko sem se pred ovinkom dvignil, občutek sem imel kot da bi se ustavil na nulo, še vseeno je šlo 70 (Acx = 0.7 m2).

Advertisements

Oddajte komentar

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Komentirate prijavljeni s svojim WordPress.com računom. Odjava / Spremeni )

Twitter picture

Komentirate prijavljeni s svojim Twitter računom. Odjava / Spremeni )

Facebook photo

Komentirate prijavljeni s svojim Facebook računom. Odjava / Spremeni )

Google+ photo

Komentirate prijavljeni s svojim Google+ računom. Odjava / Spremeni )

Connecting to %s