Bisikletten ve fizikten anlayanlara bir soru (ağırlık-hız ilişkisi)

Ozan Akçay

Forum Demirbaşı
Kayıt
29 Temmuz 2008
Başlık
40
Mesaj
529
Tepki
191
Şehir
İzmir-Datça
Tüm aksesuarları ile birlikte 13,4 kg gelen bir bisikletim var.Çok sağlam para harcayarak (karbon kadro, maşa, jant seti, vb..) 9 kg civarında bir bisiklet toplamak mümkün.Benim sorum; ağırlıktaki bu % 33 azalmanın hızda % kaçlık bir artış getireceği.

-Ağırlık hariç diğer tüm faktörleri aynı kabul ediyoruz.(9 kg lık bisikletin her parçasının % 50 ağırını bulup oluşturduğumuz bisiklet 13,5 kg lık bisikletimiz olacak.Burda amaç ağırlığı homojen dağıtmak.Hafif olması çok daha önemli olan çekiş sistemi parçalarında kaybedilen ağırlığın etkisini iyi simule edebilmek için...

-Bir de, hafif bisiklette vites kullanım tercihine göre kadans artacak veya azalacaktır.Kadanstan ziyade rubleye aktaralan güç (?) üzerine odaklanmak gerekecektir.

Sorum şu: Düz yolda, rüzgarın etkisi önemsiz sayılarak, mesela 20 km sabit hızda gittiğimiz gücü (?) hafif bisiklette uygularsak hızımız % kaç artar?

Bu konudaki fikir ve bilgilerinizi yazarsanız sevinirim, "önemli paralar harcamaya değer mi?" mevzusuna ağırlık-hız ilişkisi açısından bilimsel bir bakış atalım birlikte...
 
  • Beğen
Tepkiler: yakup3457

H.Sages

Daimi Üye
Kayıt
17 Mayıs 2010
Başlık
25
Mesaj
273
Tepki
186
Şehir
istanbul
Uzaktan yakından bisikletlerle ilgilenen biriyseniz, bisikletseverlerin ağırlık konusunda nasıl takıntılı olduğunu bilirsiniz. Her bisikletçi daha hafif bir bisiklete sahip olmak için çabalar. Hatta kimileri bisikletinin hafifliğine, ona binmekten çok zaman ayırır. Saatlerce nette dolaşıp hafifletebilecekleri bir şeyler arar. Mesela benim tanıdığım birkaç adam var; doğru düzgün bisiklete binmiyorlar, fazla kilolular, günde 2 paket sigara içiyorlar ama herhangi bir parçanın 50 gram hafifini gördükleri an hiç düşünmeden yüzlerce dolar verebiliyorlar. Bisikletin hafif olmasının tabi ki büyük getirileri var ama hafif olmasından daha önemli faktörler olamaz mı? Ya da hafif olmasının getirisi ne? Bu yazıda kısaca bunları size göstermek istiyorum. Bir bisikletçi giderken 3 farklı kuvvete karşı savaşır:

Dönme Direnişi
Kısaca, lastiğin — veya üzerinde gittiği yüzeyin — dönerken şeklinin bozulması sonucu ortaya çıkar. Lastik bisiklet ve sürücünün ağırlığı sonucu aşağıdaki gibi şeklini kaybeder ve daha sonra tekrar eski haline gelir. Lastiğin şeklini kaybetmesi için gereken enerji, onu eski haline getirmek için gereken enerjiden fazladır ve bu fazladan enerji ısı enerjisine dönüşür. Çelikten yapılmış bir tren tekerlerine göre lastikten yapılmış araba veya bisiklet lastikleri çok daha fazla dönme direnişine uğrar. Çünkü çelik çok az esner ve hemen eski haline gelir. Oysa lastik daha fazla esner ve daha yavaş eski haline gelir. Dönme direnişi lastik içinde hava basıncına, lastiğin yapısına, yapıldığı maddeye ve kalınlığına göre değişir. Kalın lastik, aynı basınçtaki ince lastiğe göre daha az dönme direnişi yaşar. Çünkü her iki lastikte aynı ağırlık altında yerle eşit kontakt alanına sahiptir. Kalın olan lastiğin alanı daha kısa ve geniş, ince lastiğin ise daha uzun ve dar olur. O yüzden ince lastik daha çok şekil kaybına uğrar. Lastiğin hava basıncı yükseldikçe dönme direnişi, yol tutuşu ve konforu azalır. Asfalt yolda dişsiz lastiğin, dişli lastiğe göre hem yol tutuşu fazladır, hem de dönme direnişi daha az olur.

https://i.hizliresim.com/8YOD9a.jpg

https://i.hizliresim.com/2Jd8Yq.jpg

Sürtünme kuvvetini bulmak için
f=(mb+ms+mt)*c*g
f=kuvvet
mb=Bisikletin ağırlığı
ms=Sürücünün ağırlığı
mt=Ön ve arka tekerlerin toplam ağırlığı
g=Yerçekimi Kuvveti (9,807 m/s^2)
c= Dönme direnişi katsayısı

Bu katsayısı lastiğe ve yolun durumuna göre değişir. Asfalt üzerinde yaklaşık 0,004 katsayısını kullanın. Ağırlıklara bisikletin ve sürücünün ağırlığına ek olarak tekerleri de ekliyoruz çünkü onlar hem ileri doğru hareket ediyor hem de kendi eksenleri etrafında dönüyor ve döngüsel kinetik enerjiye sahipler. Örneğin 70 kiloluk bir sürücü, 10 kiloluk bir bisiklete binerse ve bisikletin tekerlerinin toplam ağırlığı 3 kiloysa dönme direnişi f=(70+10+3)*9,807*0,004=3,25 Newton olur. Bu kuvveti ne kadar yüksek hızda üretirseniz o kadar çok güç üretmiş olursunuz. Mesela dönme direnişine karşı gelmek için 2 m/s hızla giderken 3,25*2=6,5 Watt ve 10 m/s hızla giderken 3,25*10=32,5 Watt güç üretmeniz gerekir.

Hava Direnişi
Havanın bisiklete ve sürücüye gösterdiği dirençtir ve iki farklı şekildedir:
Birincisi, havanın hareket eden cismin ön yüzeyine çarpmasıyla ortaya çıkan kuvvet. Cisim, hareket ederken havayı (aynen suda yaptığımız gibi) itmesi gerekir. Hava buna belli bir direniş gösterir. Hız ne kadar yüksekse hava moleküllerine o kadar hızlı çarpar ve kuvvet o kadar fazla olur. Havayla sürtünme sonucu ortaya çıkan bu kuvveti azaltmak için bisikletçi ön alanını azaltmalıdır. İkincisi ve daha kuvvetli olanı ise basınç sonucunda ortaya çıkar. Bisiklet sürücüsü havayı yardığı an hava ikiye ayrılır ve bisikletçinin arkasında bir türbülans oluşturur. Böylece bisikletçinin önünde daha yoğun olan havanın basıncı, arkasındaki daha az yoğunluktaki havadan yüksek olur ve bu bisiklet sürücüsünü geriye doğru iter. Uçaklar da aynen bu prensiple çalışır. Bu direnişi azaltmak için cismin daha aerodinamik bir yapıda olması, yani havayı kolayca yarıp, havanın düzgün bir şekilde her iki yanından uzaklaşmasını sağlayacak bir yapıda olması gerekir. Drag katsayısıı cismin ne kadar aerodinamik olduğunu ifade eder. Silindir şeklinde tüplerden, keskin kenarlı cisimlerden (aynakol, pedal, gidon vs) yapılan bisikletler fazla aerodinamik sayılmaz. Kalın lastikler, ince lastiklere göre daha çok hava direnişi yaratır. Bu arada jantın kalınlığının lastiğin kalınlığına oranı da önemli. Jant ne kadar inceyse, lastik de o kadar ince olmalı ve türbülans yaratmamalı. Bisiklet sürücülerinin bacak kıllarını aldırması da geleneksel olmanın yanı sıra size aerodinamik avantaj sağlayacaktır.


https://i.hizliresim.com/VrOvgn.jpg

https://i.resimyukle.xyz/9ePd5A.jpg

Dairesel silindir havayı ikiye ayırır ve bu, silindirin arkasında düşük basınçlı bir türbülans yaratır. Ön ve arka arasındaki basınç farkı yüksek draga neden olur. Cd=1,2

Keskin köşeli cisimler silindirlere göre çok daha kötüdür. Bu cismin köşelerine yüksekliğin 0,2 katı bir daire koyarak drag 2,0’dan 1,3’e indirilebilir.


https://i.resimyukle.xyz/bUJbKy.jpg

https://i.resimyukle.xyz/eb1PL9.jpg

Hava yukarıdaki kanat yapısı etrafında akıcı bir şekilde hareket eder. Türbülans oluşmaz. Bu cisim havada hareket etmek için silindire göre 10, kutuya göre 20 kat daha az enerji harcar. Cismin uzunluğu kalınlığıyla doğru orantılı olur. Cd=0,1-

Soldaki cismin kuyruğu kesilirse arkada türbülans oluşur ve drag artar. Cd=0,3

Düşük hızlarda bisikletçinin yenmesi gereken en önemli kuvvet dönme direnişi olsa da belli bir hızdan sonra hava direnişi onun yerini alır. Öyle ki hava direnişini 10 gram azaltmak — 48 km hızda 12 santimlik bir kalemi dikine tuttuğunuz zaman ortaya çıkan kuvvet — 1 kg ağırlığı azaltmaya bedel. Hava direnişini etkileyen faktörler havanın yoğunluğu, bisiklet ve kullanıcının ön alanı ve aerodinamik yapısıdır. Bisikletle giderken ayağa kalkarsanız ön alanınız ve bununla beraber hava direnişi de artar. Eğer gidona eğilip uzanırsanız ön alanınızı azaltırsınız ve böylece hava direnişi azalır. Bisikletin fren ve vites kabloları hava direnişini rahatlıkla 10 gramdan fazla artırabilir. Kablolar gidonların ve kadronun içinde olmalı. Hava direnişi aynı şekilde, havanın daha kolay akıp gitmesini sağlayacak yapıdaki şekillerle de azaltılır. Sürüş sırasında hava direnişinin %25’inden bisiklet, geriye kalanından sürücü sorumlu olur. 10 kiloluk bisiklet üstünde 70 kiloluk bir sürücünün mücadele etmesi gereken kuvvetler:


Hız

Hava Direnişi

Dönme Direnişi

https://i.resimyukle.xyz/L7NC54.jpg
5 km/s0, 41 Watt4,47 Watt
10 km/s3,28 Watt8,94 Watt
15 km/s11,09 Watt13,40 Watt
20 km/s26,28 Watt17,87 Watt
25 km/s51,32 Watt22,34 Watt
30 km/s88,69 Watt26,81 Watt
35 km/s140,83 Watt31,27 Watt
40 km/s210,22 Watt35,74 Watt

Hava direnişini bulmak için:
F=(A*C*p*v^2)/2
A=Bisiklet ve sürücünün toplam ön alanı. Sıradan bir bisiklette bu alan 0,3 ve 0,6 arasında değişir.
C= Drag Katsayısı, 0,3 ve 0,6 arasında değişiyor.
p=Havanın yoğunluğu. Yükselik arttıkça hava yoğunluğu azalıyor. Deniz seviyesinde 1,226
v^2=Hızın karesi. Bisikletin hızının ve eğer karşı istikametten rüzgar geliyorsa ikisinin toplamının karesi
Ön alanı 0,5 m2 ve drag katsayısı 0,5 olan 10 m/s hızla giden bir bisikletin maruz kaldığı hava direnişi: f=(0,5*0,5*1,226*10^2)/=15,3 Newton ve bu hızda bu kuvvete karşı koyabilmek için üretmesi gereken güç: 15,3*10=153 Watt

Yerçekimi
Düz yolda bisikletin ağırlığı lastiklerin daha çok deforme olmasına neden olur ve böylece dönme direnişi artırır. Ama ne var ki daha önce belirttiğim gibi, hava direnişi dönme direnişinden çok daha büyük olur (yüksek hızlarda). Yerçekimi asıl gücünü yokuşlarda gösterir ve bisikletçinin mücadele etmesi gereken en önemli kuvvet haline gelir. Yokuşun derecesi arttıkça yerçekiminin uyguladığı kuvvet de artar. %8 eğimli bir yokuş, her 100 metrede 8 metre yükselen yokuş anlamına gelir. 2000 metre uzunluğunda %8 eğimli bir yokuşu çıkmak isteyen 10 kg bisiklete binen 70 kiloluk sürücü w=m*g*h yani w=80*9,807*8=125529,6 Joule iş yapmış olur. Güç ise bildiğiniz gibi işi yapma oranıdır. Yani işin ne kadar zamanda yapıldığı. Eğer bisiklet sürücüsü 5 dakikada bu yokuşu çıkmak istiyorsa p=w/t yani p=6276,48/20=418,4 Watt güç üretmek zorundadır. Bu sadece yerçekimi kuvvetine karşı koymak için gerekli olan güç. Dönme ve hava direnişlerini hesaba katmıyoruz. Kısaca yerçekimi kuvvetini bulmak için:

f=m*g*s
f=kuvvet
m=bisiklet+sürücü+ön ve arka tekerin toplam ağırlığı
s= Eğimin derecesi (%8’lik eğim için 0,08)
f=82*9,807*0,08=64,3 Newton

Eylemsizlik Kuvveti
Newton’un 300 yıl önce ortaya attığı “Hareketin Korunumu Kanunu’na göre bir cismin hızını azaltmak veya çoğaltmak için ona kuvvet uygulamak gerekir; yoksa cisim aynı hızda ve aynı yönde yoluna devam eder. Duran bir bisikleti harekete geçirmek için, ya da hareket eden bir bisikleti durdurmak veya hızlandırmak için kuvvet uygulamanız gerekir. Belirli bir hızla giderken mücadele etmeniz gereken sadece dönme direnişi ve hava direnişi. Eğer bu iki faktör olmasa bisikleti belli bir hıza çıkarırdınız ve pedal çevirmeden yolunuza devam edebilirdiniz. Sabit hızda giderken hızınızı artırmak için bu iki faktöre ilaveten eylemsizlik kuvvetine de karşı koymanız gerekir.

F=m*a
F=kuvvet
m=bisiklet+sürücü
a=ivme

İvmeyi bulmanız için yapmanız gereken son hızdan ilk hızı çıkarmak ve bunu zamana bölmek. Bisiklet 10 metre saniye hızdan 20 metre saniye hıza 5 saniye çıkıyorsa ivme de (20-10)/5=2 m/s^2 olacaktır. Toplam ağırlığı 80 kg olan bisiklete bu ivmelendirmeyi yaptırmak için f=80*2=160 Newton kuvvet gerekecektir. Buna ek olarak bisikleti hızlandırmanız gerektiği gibi, aynı zamanda bisikletin tekerlerinin dönme hızını artırmak için de ayrı bir kuvvet harcamanız gerekiyor. Buna tekerin eylemsizliği deniyor. Ama fazla matematiğe kaçmamak için bunu yok sayıyorum. Peki hafif bisikletin bize getirisi ne? Yani eğer bisikletimiz 1 kg daha hafif olursa ne kazanırız? İsterseniz bunu hesaplayalım.

1. Sürücü (70 kg)
Bisiklet 10 kg
Ön Teker : 800 gr.
Arka Teker: 1000 gr.
2. Sürücü (70 kg)
Bisiklet 11 kg
Ön Teker: 800 gr.
Arka Teker: 1000 gr.

Her iki sürücünün de ortalama 300 Watt güç ürettiğini varsayalım. Bu iki bisiklet %5 eğimli 1000 metrelik bir yokuşu çıkmaya başladılar. Aradaki fark ne kadar olur? Önce bisikletçilerin mücadele etmesi gereken sürtünme kuvvetini bulalım:

1) f=(70+10+0,8+1)*0,004*9,807=3,2 Newton
2) f=(70+11+0,8+1)*0,004*9,807=3,24 Netwon
Şimdi sıra yokuş yüzünden ortaya çıkan yerçekimde
1) f=(70+10+0,8+1)*0,05*9,807=40,11 Newton
2) f=(70+11+0,8+1)*0,05*9,807=40,6 Newton

Toplam kuvvet
43,31 Newton
43,84 Newton

Şimdi hava direnişini ve hızı bulmamız lazım. Ama sorun şu ki hava direnişi olmadan hızı ve hız olmadan da hava direnişini bulamıyoruz. Bunun için şöyle bir denklem kullanmamız gerekecek.

Hava Direnişi = (Alan*Katsayı*Hava Yoğunluğu*Hızın Karesi)/2
Hava Direnişi = (0,5*0,5*1,226*x^2)/2
Hava Direnişi = 0,15325*x^2

1. Bisiklet için
Güç = (Sürtünme+yerçekimi+havadirenişi)*Hız
300 = (43,31+0,15325*x^2)*x
x=6,117 metre saniye

2. Bisiklet için
300 = (43,84+0,15325*x^2)*x
x = 6,064 metre saniye

Yani iki bisiklet arasında çok çok az bir hız farkı var. Bu iki bisiklet yarışsa 1. bisiklet sadece 1.42 saniye farkla diğerini geçebilecek. Bu sıradan bir kullanıcı için önemsiz gibi gözükebilir. Ama profesyonel bir yarışçı için oldukça önemli sayılabilecek bir rakam. Ama bildiğiniz bisikletin fiyatları kilo arttıkça katlanarak artıyor. 12 kiloluk bir bisikleti 2 milyar alabilirken, 9,5 kiloluk bisikletler 7-8 milyara alıcı buluyor. O yüzden bisikleti sadece zevk için kullanacaksanız, veya ulaşım amaçlı kullanacaksanız, bisikletin kilosuna fazla takılmanıza gerek yok. Unutmayın ki parçalar hafifledikçe dayanıklılıları da azalıyor. Bu tür parçalar kısa dönemler için, yani sponsorları sayesinde kolaylıkla onları alabilen yarışçılar için yapılıyor. Onlar bu parçaları senelerce kullanmıyor. Bazı parçalar hafif olmasına rağmen daha esnek oluyor ve bu da enerji kaybına neden oluyor.

Tekerlerdeki ağırlığı azaltmak, bisiklet veya sürücünün ağırlığını azaltmaya oranla sanılanın aksine çok çok az bir fark yaratıyor. En büyük fark bisikletin aerodinamiğinde. Kraig Willet adlı bir matematikçi bir model yapıp tekerlerin ve aerodinamizmin performans üstündeki etkilerini hesaplamış:

Düz yol (Ortalama Güç Watt)Yokuş (Ortalama Güç Watt)
Normal Bisiklet193,66237,2
%50 daha az ön teker ağırlığı193,38 (%0,14 azalma)236,3 (%0,38 azalma)
%50 daha az arka teker ağırlığı193,3 (%0,19 azalma)236,1 (%0,46 azalma)
%50 daha ön teker eylemsizliği193,63 (%0,015 azalma)237,19 (%0,004 azalma)
%50 daha az arka teker e.sizliği193,62 (%0,020 azalma)237,18 (%0,008 azalma)
%50 daha az ön teker dragı190,09 (%1,8 azalma)234,7 (%1,1 azalma)
%50 daha az arka teker dragı192,49 (%0,6 azalma)235,3 (%0,8 azalma)
4,5 kg daha az sürücü ağırlığı190,2 (%1,8 azalma)229,5 (%3,2 azalma)
%50 daha az sürücü dragı143,4 (%26 azalma)204,3 (%13,9 azalma)
%50 daha az kadro dragı186,4 (%3,7 azalma)232,1 (%2,2 azalma)
%50 daha az dönme direnişi174,8 (%9,7 azalma)225,5 (%4,9 azalma)

Gördüğünüz gibi sürücünün mücadele etmesi gereken en önemli kuvvet kendisine karşı gelen hava direnişi. Sürücü ürettiği gücün %60’ını kendisine, %8’ini tekerleklere, %8’ini kadroya karşı gelen hava direnişine; %12’sini dönme direnişine; %0,5’i tekerlerin eylemsizliğine ve %8’ini de sürücü+bisikletin eylemsizliğine harcamak zorunda. Tekerlerin eylemsizliği çok önemsiz çünkü eylemsizlik sadece hızlanmalarda etkisini gösteriyor ama bu bile sizin ve bisikletin ağırlığının yanında çok ufak bir önem arz ediyor. Tekerin performansında en önemli etken aerodinamiği ve sonra 10 kat daha önemsiz olan ağırlığı ve son olarak 100 kat daha önemsiz olan eylemsizliği. Bisiklet endüstirisi senelerce uğraşıp gerçekten başarılı ve çok hafif ürünler ortaya çıkarabildi. Ama artık dikkat daha aerodinamik bisikletler üretmeye doğru kayıyor.

Kaynak:
Bağlantıyı görüntüleyebilmek için üye girişi yapmalısınız.
 

Goflet

Forum Bağımlısı
Kayıt
19 Eylül 2009
Başlık
43
Mesaj
1.630
Tepki
1.060
Şehir
Bakırköy-A.S.U.S.
düz yolda hiçbirşey farketmez 4 kg...
 

Ozan Akçay

Forum Demirbaşı
Kayıt
29 Temmuz 2008
Başlık
40
Mesaj
529
Tepki
191
Şehir
İzmir-Datça
  • Başlık sahibi Başlık sahibi
  • #5
Makaleye göre yokuşta dahi önemsenecek kadar fark yok(eğer yarışmıyorsanız).

Özellikle dönen aksamdaki hafiflemenin dahi ciddi fark yaratmadığı tespiti var ki bu beni bir yaşıma daha soktu :)

Yani, seviyorum ağırsiklet bisikletimi!
 

grideniz

Aktif Üye
Kayıt
5 Mayıs 2010
Başlık
14
Mesaj
122
Tepki
24
Şehir
Ankara
eğer iki durumda verdiğin enerji eşitse 13.4 kg ile 20 km/h hızın 9 kg ile yaptığım hesaplama sonucu 24.4 km/h oluyor tabi sadece sabit hız ile düşünmemek lazım kalkışlar ,ataklık bayağı farkeder çünkü arada neredeyse 5 kg fark var bir de kilo bu şekilde azalınca tüm faktörler aynı olunca durma mesafesi 1.5 kat artıyor
 

suzunkopru

Forum Bağımlısı
Kayıt
19 Haziran 2008
Başlık
107
Mesaj
2.209
Tepki
1.496
Şehir
İstanbul-Fatih
Ağır bisikleti iten bacak kasları dah fazla yorulur, bisikleti aynı hızda tutabilmek için daha fazla enerji ve kas gücü gerekir. Hafif bisiklet ve dönen aksamı iyi olan bir bisiklet her zaman ağır bisikletten daha iyi gider ve daha az yorar.
Tecrübe ile sabittir.
 
Kayıt
23 Nisan 2010
Başlık
0
Mesaj
85
Tepki
46
Şehir
Sinop
hafif olan tabiki daha iyi kabul ama bu farka değer mi ya da kimin için değer kimin için değmez?
hemen cevap veriyim; benim için o fiyatları vermeye değmez :)
benim için en önemli yararı arkadaşımızın dediği gibi eve çıkarırken elde taşınan kısımdır :) ya da bir arkadaşınıza bisikletim x kg. derken görürsünüz bu yararı..
pro. bisikletçiler konumuz dışı tabi belirteyim..

maliyet-yarar analizlerinde (bilhassa teknolojik ürünlerde) belli bir optimum seviye geçilince yüksek maliyetler küçük faydalar getirir. tersi de doğrudur..
 

Ozan Akçay

Forum Demirbaşı
Kayıt
29 Temmuz 2008
Başlık
40
Mesaj
529
Tepki
191
Şehir
İzmir-Datça
  • Başlık sahibi Başlık sahibi
  • #10
Hesaplamayı nasıl yaptığınızı - anlayabileceğimiz bir dille - bizle paylaşırsanız seviniriz. Bir de; ağırlık azalınca durma mesafesinin azalması gerekmez mi?

Bu konuda biraz daha araştırma yaparak bulduğum bilgileri paylaşayım:

Bağlantıyı görüntüleyebilmek için üye girişi yapmalısınız.


Özetle:
Eylül 2003 te Bicycling Magazine de yayınlanan Utah Üniversitesi'nin araştırmasına göre; 5 km lik % 7 eğimli bir parkurda 250 watt güç üreten 72,5 kg ağırlığındaki bir sürücü parkuru 19 dakika 21 sn de tırmanıyor.Eklenen her 2,26 kg (5 pound) zamanı 30 sn arttırıyor. Yani; eklenen her 0,45 kg (1 pound) toplam zamanı 6 sn arttırıyor ki neredeyse 20 dakikalık bir parkur için önemli bir gecikme değil.Hafif bisikletin performans getirisi yokuşun eğimi azaldıkça azalacağından; düz yolda ağır bisikletin yediği fark 6 saniyenin de altına inecektir.

Bağlantıyı görüntüleyebilmek için üye girişi yapmalısınız.


Özetle:
Bicycle Quarterly (Vol 5. No 1) dergisinde yayınlanan ve aerodinamik verimliliğin ağırlıktan çok daha önemli olduğu vurgulayan araştırmada; % 5 eğimli 2 km lik bir parkurda 15 kg lık bir bisikletten 14 kg lığa geçtiğinizde 4 sn ; 10 kg lık bir bisiklete geçtiğizde 18 sn kazanacağınız belirtiliyor.Bu parkuru 20 km ye uzatırsak 10 kg lık bisikletin 15 kg lığa atacağı fark 3 dakika oluyor.Bir başka deyişle; 10 kg lık bisikletin 20 km lik yolu bir saatte aldığını varsayarsak, 15 kg olan 63 dakikada alıyor.Süre bazında fark % 5. Bulabildiğim "bilimsel" sayılabilecek araştırmalar bunlar.
 

grideniz

Aktif Üye
Kayıt
5 Mayıs 2010
Başlık
14
Mesaj
122
Tepki
24
Şehir
Ankara
ilk hesaplamayı kinetik enerji formülü ile (Enerji=1/2*(kütle)*(hız)2) ile hesapladım ,durma mesafesi ise örnek vermek gerekirse 20 km/h hız ile ağırlıkları farklı iki bisikletin durma mesafelerini ölçersen ikisinin de aynı olduğu yani kütlenin bir önemi olmadığı ortaya çıkar(kinetik enerji=sürtünme enerjisi =>1/2*m*v2=m*g*k*x, bu formülde m(kütle) ler birbirini götürür) ama hız değil de enerjilerin aynı olduğunu düşünürsek bisiklet hafiflediğinden hız artar,hız da karesi şeklinde arttığından ,bisiklet hafiflemesi sürtünme enerji azalmasını karşılamaz ve durma mesafesi artarak eşitlik sağlanır
 
  • Beğen
Tepkiler: curly89
Kayıt
23 Nisan 2010
Başlık
0
Mesaj
85
Tepki
46
Şehir
Sinop
bu formüller sizi yanıltır. bir fikir verir ama bu kadar basit değil. doğa işin içinde iken (yani gerçek tüm olaylarda) analitik çözüm yoktur. tüm çözümler yaklaşıktır o yüzden deneyler ile amprik formüllere ulaşılır ve bahsi geçen yaklaşıklık oranı artırılmaya çalışılır. örnek vermek gerekirse F1 yarışlarında takımlar hep bir önceki yarışın verilerine göre değerlendirmeler yaparlar ve motor-airodinamik vb. düzeltmelerini yaparlar. yani onlar da deneysel sonuçlarla mutlak doğruya ulaşmaya çalışırlar... yoksa boşuna motor yakmazlardı. sözün özü herkes kendi kendine deneyerek (herkesin fren sistemi başka, herkesin ağırlığı-bisikleti-yolu vs. başkadır) kendi performansını geliştirebilir. bir adet formül ile çözemeyiz malesef.
 
  • Beğen
Tepkiler: Ahmet Faruk Eğit

grideniz

Aktif Üye
Kayıt
5 Mayıs 2010
Başlık
14
Mesaj
122
Tepki
24
Şehir
Ankara
Sadece bu hesaplamalar kesin sonuç vermez ama yaklaşık sonuç veya fikir verir sonuçta binen kişi aynı kişi ,bisikletler için ise ,kullanmadan tabiki farkı tam olarak anlayamaz ama öngörebilir
 
  • Beğen
Tepkiler: Gökay ÜNGÜDER

Raven_35

Forum Bağımlısı
Kayıt
23 Kasım 2006
Başlık
280
Mesaj
2.414
Tepki
1.902
"Grideniz" arkadaşım,basit mantıkla evet doğru ama frenleme de bir çok faktör var.Burada açıklamaya çalışırım ama kafalar karışır.Tek diyeceğim son hızda ağırlığın sandığınız kadar etkisi yoktur.Aerodinamik olmak son hızda büyük değişiklikler sağlar.TT bisikletlerinde ve recumbentlerin esas mantığı son süratta artış sağlamak için hava sürtünmesini azaltmaya uğraşırlar.Ağırlığın etkisi en çok hızlanmada,viraj dengesinde ve frenleme de ortaya çıkar.Eğer hafif cisimlerin frenlemesi zayıf olsaydı,ağır araçlardaki lastiklerin sürtünme alanı geniş olmazdı.Yol bisikletleriyle fren yapmamız imkansız olurdu.Hem sürtünme alanı az hem de hafif.Deneyin sırtınıza ağırlık alıp koşun ve hızlıca durmaya çalışın,bir de yüksüz durmaya çalışın hangisi kolay olacaktır; yada ayaklarınız hangisinde daha çok kayacaktır?Nasıl hafif cisimler daha çabuk hızlanıyorsa frenlemede hızlanmanın tersi gibi düşünülebilir.Frenlemede hafif cisimler daha hızlı durur.

Ağırlığın en çok etkilediği yerlerden biri de virajlardır.Viraj dengesinde cismin ağırlığı çok önemlidir.Hafiflemek viraj dengesinin artırır(Çok faktör var ama basit mantıkla).
 
  • Beğen
Tepkiler: Triban ve d.berkay

Ahmet Bolgi

Forum Bağımlısı
Kayıt
4 Ağustos 2009
Başlık
2
Mesaj
645
Tepki
778
Şehir
Çayyolu- Yaşamkent/ANKARA
@nuhcan

işte bisiklet ağırlığı - hafifliği konusundaki en bariz cevap.
 
Kayıt
23 Nisan 2009
Başlık
8
Mesaj
23
Tepki
7
Şehir
İstanbul
:) Çok ilginç yorumlar var. Ben de bu konuyu yaklaşık bir ay önce bisiklet toplamaya karar verdiğimde düşünmüştüm ve aklıma gelen tek bir formül, hafif bisiklet sevdasından vazgeçirmeye yetmişti beni. :) Nedir bu yılların eskitemediği formül? F=m.a! (F:kuvvet, m:kütle, a:ivme)
Aynı kuvveti pedallara verdiğimiz zaman bizim ivmemizi değiştirecek olan şey kütledir. Bisiklet + benim ağırlığım: 13+75=88 kg. 13 kg yerine 9kg bisiklet kullansaydım toplam ağırlık 84 kg olacaktı. 10 saniyede 30 km hıza ulaştıran kuvveti hafif bisiklet üzerinde uygulayınca 31.4 km hıza ulaşıyorsunuz. Yani fark bence sadece yarışçıları etkileyecek bir fark ;)
Bu yüzden bisiklet alırken, kaliteli jant, aynakol gobeklerini ve dış tekerleği doğru seçmek daha etkili olacak kanısındayım.
 
  • Beğen
Tepkiler: Gökay ÜNGÜDER

grideniz

Aktif Üye
Kayıt
5 Mayıs 2010
Başlık
14
Mesaj
122
Tepki
24
Şehir
Ankara
@Sertaç EKİCİ

"Nasıl hafif cisimler daha çabuk hızlanıyorsa frenlemede hızlanmanın tersi gib düşünülebilir. Frenlemede hafif cisimler daha hızlı durur." gibi ifadeler demişsin neye dayanarak söylüyorsun bunları gözlemlerine göre mi , yukarıda yazdığım ispatları tekrar yazmak istemiyorum, eğer söylediklerinin doğru olduğunu düşünüyorsan ,nasıl olduğunu göstermen gösteremiyorsan da bu konuyla ilgili bir referans yada yazı göstermelisin çünkü aksi takdirde yazdıkların birşey ifade etmiyor benim için
 

Ozan Akçay

Forum Demirbaşı
Kayıt
29 Temmuz 2008
Başlık
40
Mesaj
529
Tepki
191
Şehir
İzmir-Datça
  • Başlık sahibi Başlık sahibi
  • #19
Bu konuyu ben de araştırdım.Yaptığım çıkarım şu yönde:Daha fazla ağırlık (sürücü + bisiklet toplam ağırlığı) frenlerinize daha fazla yük bindiriyor.Eğer frenleriniz bu artan yükü taşıyabiliyorsa durma mesafesi değişmiyor.

Kendi bisikletimden örnek vereyim:Deore xt disk fren kullanıyorum ve 66 kiloyum.Bu bisiklete 90 kilo bir kullanıcı binse (diğer faktörleri sabit düşünürsek), durma mesafesi değişmemeli.Çünkü deore xt frenlerin belirtilmiş bir "maksimum sürücü ağırlığı" değeri yok.Bu da 90 kg sürücü + 13 kg bisiklet ağırlığını durdurabilecek güçte oldukları anlamına gelmeli.Yani, frenlerin tam performans taşıyabileceği maksimum ağırlığa kadar durma mesafesi değişmemeli.Bu değeri xt disk fren için 150 kg kabul edersek, örneğin 153 kg toplam ağırlıkta fren mesafesi uzamaya başlayacaktır.Bunun sebebi de aslında direk olarak ağırlık artışı değil, frenlerin o ağırlığa göre üretilmemiş olması.

Bağlantıyı görüntüleyebilmek için üye girişi yapmalısınız.


Bu linkte çeşitli hız ve zemin koşullarına göre bir bisikletlinin minimum durma mesafesini hesaplayabileceğiniz bir bölüm var.Ağırlık değişkeni hesaplamaya katılmıyor.

Burada da genel olarak bisiklet performansı ile ilgili güzel bir yazı var(İngilizce).Son bölümünde ağırlık-hız ilişkisi ile ilgili çarpıcı değerler var.

Bağlantıyı görüntüleyebilmek için üye girişi yapmalısınız.
 
  • Beğen
Tepkiler: Şeffaf

murat beyaz

Daimi Üye
Kayıt
30 Nisan 2010
Başlık
13
Mesaj
220
Tepki
140
Şehir
izmir
@grideniz

bunun için referans bellidir F = m . a
aynı kuvveti uyguladığınız taktirde, bir cismin kütlesi fazla ise ivmesi de az olacaktır. Hızlanma ya da yavaşlamada durum aynıdır.
Eğer denemek isterseniz sırtınıza ya da bisikletinize 20-30 kilo ağırlık alın, zaten farkı hissedeceksiniz.
 
Yukarı Alt