Scudo Sports

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

Frenleriniz o ağırlığa göre üretilmiş olabilir ama bu sizin frenlerinizin daha az kütleyi daha kısa mesafede durdurabileceği gerçeğini değiştirmez. Bahsettiğiniz maksimum kütleyi de durdurur, ondan daha az kütleyi de. Ama ivmeleri tabii ki farklı olacaktır.
 
  • Beğen
Tepkiler: Mustafa İçdağ
Scudo
işin bilimsel yanını geçiyorum . benim fikrim ağır olan daha çabuk durabilir (tekerler kilitlenmişse) ağır olanın lastiklerine daha çok güç bineceğinden sürtünmeyi arttıracaktır buda daha çabuk durmayı sağlar diye düşünüyorum. aslında bunu kamyon ve otomobil açısından düşünürsek ağırlık etkisi olup olmadığını daha iyi anlarız sanırım.
 
Otomobil ve kamyon çok farklı aerodinamik yapıda araçlar olduğu için sağlıklı bir karşılaştırma olmaz. Yüzeyler sebebiyle hava dirençleri çok farklı olduğu için karşılaştırmak çok sağlıklı değil. Mesela arabaların yüklü ve yüksüz fren mesafelerine bakarak daha sağlıklı sonuçlar elde edilebilirsiniz. Aynı fren sistemi, lastikler ve karoser vb. diğer değişkenler ile, hafif olanın daha çabuk durduğunu farkedeceksiniz. Arabanız yüklü olduğu zaman nasıl yüksüz olduğu taktirdeki son hızına ve ivmesine ulaşamıyor ise, yavaşlama durumunda da aynısı olacaktır. Sonuçta hem yavaşlamada hem hızlanmada aynı fizik kanunları geçerlidir.
 
kaç cm farkedecek duruşta..3-4 kg fark?.. neyin tartışması ?..ağırlık fazla ise frene biraz daha fazla basarım olur biter.. ayrıca frenleri komple kitleyip kaç kez durdunuz?...bu tip duruşlar zaten genelde düşme ile sonuçlanır..arka lastik ağırlık bağımsız direk kitleniyor zaten güçlü basılınca..
 
kullanım olarak burda bizi ilgilendiren tek nokta şu: bisikletimiz yüklüyken daha zor durabileceğini düşünerek ona göre kullanmak.
 
denemesekte neyse desek , adamlar bilimsel yönünü açıklıyor yine inat ediyorsunuz. Arka seleye 60 kilo adam bindirdim sert bir yokuştan indik. normalde arka tekere basınca hemen kayar kaymayı bırakın tepki bile vermedi o derece önemli.
 
frenler dandik demek ki...sağlam bir hidrolik fren çivi gibi çakar o tekeri yere..
 
Durma mesafesi kütle değişiminden etkilenmiyor.

(link)

Bu çalışma arabalar için, ancak bisiklette de durma prensibi aynı.

Makale daha başlarken "frenlerin doğru düzgün çalıştığını" varsayıyor.Özetle, frenler işini "tam hakkıyla" yapabildiği sürece ağırlık durma mesafesini etkilemiyor.Ayrıntılı açıklama ve formülüzasyon için linke bakabilirsiniz.Yani, ağır bisiklet hafiften daha geç durur demek, frenlerde bi sorun var demek!Eğer gerçek hayatta bu öneri doğruysa , bisiklet frenleri "doğru düzgün" üretilmiyor demektir.

Arkaya 60 kg yolcu alınca "doğru düzgün" çalışan bir frenin gene kitlenebilmesi gerekir.Ancak frene eski alıştığınız dozajdan çok daha fazla basmanız şart.

Sırtımıza 20-30 kg yük aldığımızda da aynı durum geçerli.Alıştığımız dozajda fren yapmaya devam edersek durma mesafesinin arttığını görürüz.Ama uygun dozajı uyguladığımızı varsayarsak, -frenler doğru düzgün çalışıyorsa- durma mesafesinin değişmemesi gerekir.
 
"uygun dozaj" dediğiniz şey zaten daha fazla kuvvet uygulamak oluyor. Yüksüzken maksimum fren yaptığınızı düşünün, yani sıkabildiğiniz en sıkı şekilde diyelim. Sırtınıza 20 kilo alınca gene aynı freni yapacaksınız, çünkü sizin frenlerinizin uygulayabildiği maksimum kuvvet bu. (siz ağır bisikletin ağırlığına uygun olarak daha güçlü freni var diyorsanız o ayrı bir konu) Tabii olarak da daha geç duracaksınız çünkü aynı kuvvet ile daha fazla kütleyi durdurmaya çalışıyorsunuz. Zaten yaptığımız varsayımlarda herşeyin ideal olduğunu kabul ediyoruz (Frenlerin tam performans çalıştığını, tekerleklerin ideal basınçta olduğu vs.) Mesela Formula 1'deki arabanın frenini getirip kendi arabnıza takarsanız, tabii ki daha çabuk durur, ama arabanın kendisinden pahalı frenleriniz olur. Yüklü ve yüksüz arasındaki farkı da gene görebilirsiniz, frenleriniz ne kadar kaliteli ya da güçlü olursa olsun. Çünkü zaten yüksüzken de frenleri maksimum kullandığınızı varsayıyoruz. Yüksüzken yarım fren sıkıp, yüklüyken tam fren sıkıp aynı mesafede durursanız, bu pek sağlıklı bir karşılaştırma olmaz takdir edersiniz ki.

Sitedeki teorik hesaplamalar güzel ama pratikte şöyle bir sorun var. Bi kere hesaplarda rüzgar direnci yok, süspansiyon etkileri yok. Araba tugla gibi rijit bir yapı değil. Bütün yüzeyi yere basmıyor, yere basan lastik alanı toplamda yarım metrekare bile değil. Frene bastığınızda araba öne doğru yığılır, ağırlık transferi olur (virajlarda da olduğu gibi). Bu yüzden arabaların ön frenleri her zaman daha büyüktür çünkü daha fazla ağırlık biner. Enerjinin bir kısmı süspansiyon tarafından emilir. Arabaların durma testleri de bunun için yapılır. Eğer dediğiniz gibi olsaydı, bütün arabalara aynı frenleri koyar, hepsi 40 metrede durur der (yüklü ya da yüksüz, ağır ya da hafif) işin içinden çıkardık. Üretim masrafı da bayağı düşerdi. Bisiklet de aynı şekilde. Neden daha iyi frenler için, mesela disk için para sayıyoruz. Daha çabuk duralım diye. Aynı kütleyi daha cabuk durdurmak istiyoruz çünkü. Madem kütle etkilemiyor, neden büyük araçlarda daha büyük frenler var. Mesela 1400 kilo Passat (ya da başka marka) 40 metrede duruyor, 2000 kg Mercedes de 40 metrede duruyor. Ama fren sistemi boyutları ve gücü arasında tabii ki fark var. Tekrar söyleyeyim arabanız boşken frene basın, bir de 5 kişi + bagaj varken basın. Aynı araçla aynı şartlarda bu denemeyi yapın.
 
Aynı hızda giderken bisikletin ağırlığının değişmesi durma mesafesini değiştirmez üzerinize 20-30 kilo değil 50-60 kilo alın durma mesafesi yine değişmez(tabiki bisikletin max kapasitesini aşmayacak şekilde) F=m.a demişsin bisiklet dururken bisikete sadece sürtünme kuvveti etki F(sürtüneme)=N.k=m.g.k=m.a (m ler karşılıklı birbirini götürür) yani kütlenin önemi yoktur eğer aynı hızdan durmaya çalışıyorsak, ama enerjiyi aynı kabul edersek durma mesafesi artar hafif bisiklet için bunun ispatını da daha önce yapmıştım

Berke Can Yılmaz,
eğer iyi bir frenin olsaydı durma mesafen değişmezdi

murat beyaz,
hesaplarda rüzgar drenci,süspansiyon farkı,lastik yapısı vs. gibi ayrıntılar yok çünkü biz deneyimizi aynı bisiklet üzerinde yapıyoruz iki bisklette bu ayrıntılar değişmediğinden dikkate almamıza gerek yok, diğer soruna gelirsek arabalar genelde zaten hemen hemen aynı mesafede durur (abs,asr,asd,lastik faktörü elbette daha olumlu etki yapar ve durma mesafesi değişir) onun için trafikte genel bir kural vardır hızının yarısı takip mesafesi bırak diye,arabalardaki fren sistemleri(abs,asr,ads) daha çok lastiklerdeki statik sürtünme ve kinetik sürtünme kuvvetini artırma şeklinde değiştirir. Son soru kamyonlardaki frenlerin daha büyük olmasının sebebi fren balatarına etki eden kuvvetin(tork) fazla olmasından dolayı o kuvvete dayanabilmesi için. Sonuç olarak eğer fren sisteminizin dayanabileceği kuvveti geçmeyecek şekilde kütleyi artıtırsanız durmanız değişmez
 
  • Beğen
Tepkiler: Ozan Akçay
Ağırlık (kütle) artınca frenlerin üzerine binen yük artar.Durma mesfesi, ancak ve ancak frenlerin bu ekstra yükü kaldıramadığı durumda artar.

Sizin örnekle açıklarsak; varsayalım 2 tonluk bir arabayı normal olarak durdurabilen bir fren sistemini çıkartıp 1 tonluk bir arabaya taktınız(frenin "doğru düzgün" çalışabileceği maksimum kapasitesi 2 ton olsun yani).1 tonluk arabaya 1 tona kadar yolcu, bagaj istediğinizi yükleyin, toplam ağırlık 2 tonu geçmediği müddetçe fren mesafesi artmaz(diğer faktörler sabit kabul edilirse).

Teorik olarak durum bu.Pratikte yalnız, iş biraz daha karışık olabilir.Gene benim disk frenlerden örnek vereyim: Daha fazla ağırlık, fren esnasında rotorlarda daha fazla ısı oluşmasına yol açar.Rotor ısındıkça performansı düşer.Rotor ne kadar sıcak olursa olsun, freni kilitleyebiliyorsanız, frenler işini hala "doğru düzgün" yapabiliyor demektir ve durma mesafesi artmaz.Tabi burada kullanıcının "tam" doğru dozajı yaptığını varsayıyoruz.

Ama şu var, bir test yapılsa ve ağırlık artışıyla birlikte bisikletlerin fren mesafesinin arttığı kesin olarak tespit edilse (böyle bir olasılık az da olsa hala mevcut bence) , bu , "ağırlık artınca fren mesafesesi artar" sonucuna değil, "bisikletlerin frenleri taşımaları gereken ağırlıklara uygun üretilmiyor" sonucuna vardırır.
 
Dediklerimi kanıtlayacağım.Yazı yazacağım biraz uzun olacağı için biraz müsade. Frenleriniz ne kadar güçlü olursa olsun hafif cisimler daha hızlı durur sebebi belli eylemsizliktir.Kütlenin ideal ortamda fren mesafesinde etkisi yoktur tamam karşı çıkmıyorum ama teker genişliğini değiştirmeden ağır cismi hafif cisim gibi durduramazsınız artan eylemsizlik lastiğin ağırlıktan kazandığı sürtünme etkisini geçecektir.2G ile frenleme yapan iki araç düşünün biri 10 kg biri 15 kg.Birinde araç 20 kg şeklinde,diğeri 30 kg şeklinde öne gitme eğilimindedir.Yani lastikler birinde 20 kg' yu, diğerinde 30 kg'yu tutmak zorunda.Arada 5 kg kütle artışı oldu ama 10 kg lastikler daha falza yüke maruz kaldı.Diyeceksiniz herkes 2G ile frenleme yapıyor mu?Yapmıyor.Yapanlar var işte ağırlık bu konuda önemli. F1 frenini sokak araçlarına takmayı düşünmeyin bile ısıdan yanabilir.F1 araçları 490 kg.Sürücü+Yakıt ıvır zıvır 600-650 kg arasında(Dikkat! Neden sokak araçlarından hafif?) ağırlığındadırlar.Sokak araçları bu ağırlığın 2-4 katı.Diyeceksiniz o hızlı gidiyor frenlemede daha fazla tork düşüyor diye.Yüksek hız disklerin soğumasını artırıyor!(Hava basıncı).Aynı hızda sokak araçlarının frenlerine daha falza tork biniyor F1 frenlerine göre ve en önemlisi lastiklerine.
 
  • Beğen
Tepkiler: Hurol Yoney
@grideniz

yani daha fazla kuvvet uygulayabilseydin demek istiyorsun. Ben de bunu anlatmaya çalışıyorum zaten. Adamın freninin maks. uygulayabildiği kuvvet belli, bisiklet üzerinde bir kişi varken çalışacak şekilde dizayn edilmiş. İkinci kişiyi alınca bisikletin üstüne tabiiki aynı hızda daha zor duracaktır. Yani bisiklette durma mesafesi ve süresi kütleden bağımsızdır diyemezsin.

@geekiad

Şu cümleleri gerçekten inanarak yazıyorsan, konuyu uzatmanın manası yok. aynı lastik ve frenlerle (büyük arabadan getirdiğin frenlerden bahsediyorum)(diğer şartlar sabit olmak kaydıyla) 1 ve 2 tonluk arabaların aynı mesafede durabileceğini iddia ediyorsun. Biraz araştır istersen.

@geekiad

Bunun kolay bir tespit yolu var. Bisikletine bindir bi kişiyi arkana, sonucu gör.

@Sertaç EKİCİ

üstte yazdıklarınız güzel ama F1'de frenlemenin önemli etkenlerinden biri aerodinamiktir (kanat ayarları vb.). Ben sadece daha yüksek teknoloji malzemeden frenleri var diye örnek verdim yoksa ağırlık gibi konularda tabii ki haklısınız.
Ama sonuç olarak frenleme kütleye bağlıdır.
 
Arkadaşlar 3. sayfaya yazdım kanıtını daha inat etmeyin. bir örnek daha vereyim
bisikletin üstünde biri yokken hafif frene basarsınız kayar ama üzerine bir kişi binince hemen kaymaz. hele arkaya bir kişi atınca nerdeyse hiç kaymaz. siz şimdi buna nasıl frenin iyi olsaydı dersiniz?
 
grideniz,
Onlara da gerek var. Sen denklemde kütleleri direkt sadeleştiyorsun. Diğer kuvvetleri de hesaba katarak denkleme yazarsan, kütleleri öyle hemen sadeleştiremezsin, çünkü diğer kuuvetlerin hepsi kütleye direkt ya da indirekt bağlı değil.
 
Tamam da biz bisikletimizdeki 4-5 kilo hafifletmekten bahsediyoruz sonuçta bisiklet bir kişilik bir araçtır 70-80 kilo ağırlığı artırmak o frenlere yetmez, daha önceki sayfalarda şöyle bir soru geçmişti "biz neden disk frene paralar bayılıyoruz diye ?" işte bu yüzden bayıloruz frenimiz üzerine binen kuvvete dayanabilsin diye, dikkat ettiysen bazı bisikletlerin ön freni disk arka freni v frendir neden çünkü frenlemede ön bölgeye daha fazla kuvvet biner ön taraf bu kuvvete yetsin diye. Diğer kuvvetleri yazsam ne olacak denklemede karşılıklı birbirini götürecek ,deneyimiz bu kadar basit bir bisikletin var birinde 5-6 kilo fazladan ağırlıkla diğerinde bu ağırlıksız aynı hızdayken frene basıyorsun, iki durum arasında değişen tek şey senin ağırlığın yani dikkate alacağın nokta.
 
Dönmekte olan bir tekerleğe etki eden kaç tane kuvvet vardır siz önce onu bi araştırın. Bir sürü şeyi (enerji kayıpları, az birimdeki kuvvetler) ihmal ederek o denklemle de çözmeye çalışabilirsiniz. Gerçek hayattaki çözümler malesef o denklem kadar basit değil. Testler de bu yüzden yapılıyor. Değişen şey ağırlığınız tabii ki ama bu ağırlığın da altınızdaki makina üzerinde birçok etkisi var. Sadece dikey kuvvetle sürtünme katsayısı çarparak ben bilimsel çözümü buldum diyemezsiniz. Arada yaptığınız ihmaller nedeniyle zaten az olan fark yokmuş gibi gözükebilir.
 
Arkadaşım sen sanırım fizik konusunda yeterince bilgi sahibi değilsin, yüzyıllardır bilinen sürtünme kuvvetini "Sadece dikey kuvvetle sürtünme katsayısı çarparak ben bilimsel çözümü buldum diyemezsiniz" diye bir cümle kullanmışsın,birsürü ispat yaptık onun haricinde bu konuyla yazılmış yazılar refarans verdik hepsinde bizim dediğimize geliyor, kendi bildiğini sana göre yorum katarak söylüyorsun,bilim kişiden kişiye değişmez tek bir doğru vardır, sana söyledim eğer dediklerinin doğru olduğunu düşünüyorsan ispatla yada bir yazı,makale göster bu konuyla ilgili onun dışında kendi düşünceni yorumlarını yazmana gerek yok.
 
  • Beğen
Tepkiler: Ozan Akçay
Geri