Πώς μπορούν οι ποδηλάτες να πάνε τόσο γρήγορα χωρίς να ξετρελαθούν από τα ποδήλατά τους;
Ένα άτομο είναι πιο πιθανό να παρασυρθεί από τον άνεμο αν στέκεται στο έδαφος, παρά αν οδηγεί μοτοσικλέτα. Αυτό συμβαίνει επειδή οι μοτοσυκλέτες έχουν ένα φέρινγκ που βοηθά στη μείωση της αντίστασης του αέρα και ο αναβάτης παίρνει μια αεροδυναμικά ευνοϊκή στάση για να ελαχιστοποιήσει την περιοχή διατομής τους.
Πριν από μερικούς μήνες, σκόλιζα ασυνείδητα στη ροή ειδήσεων σε έναν από τους λογαριασμούς μου στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης, όταν έπεσα πάνω σε μια μάλλον παράξενη είδηση:
"Μια φημισμένη διεθνής διοργάνωση αγώνων ποδηλασίας, η οποία προσελκύει χιλιάδες αναβάτες και πραγματοποιείται κάθε χρόνο στο Κέιπ Τάουν της Νότιας Αφρικής, ακυρώνεται λόγω ισχυρών ανέμων."
Στην αρχή, η αντίδρασή μου ήταν:
Ωστόσο, όταν έκανα κλικ σε αυτήν την είδηση και διάβασα ολόκληρη, μόνο τότε θα μπορούσα να έχω ολόκληρη την εικόνα. Οι ριπές του ανέμου ήταν έτσι έντονο ότι έδιωξαν τους συμμετέχοντες από τα ποδήλατά τους και έστειλαν φορητές τουαλέτες στους δρόμους! Φυσικά, οι διοργανωτές είχαν για να ακυρώσετε το συμβάν (Πηγή).
Σύμφωνα με αυτή την είδηση, άνεμοι με ταχύτητα έως και 100 km/h (62 mph) είχαν ξεσηκώσει τους ανθρώπους από τα ποδήλατά τους στο Κέιπ Τάουν τον Μάρτιο του 2017. Πέρα από αυτή την είδηση, είναι, στην πραγματικότητα, αλήθεια ότι οι άνθρωποι μπορούν να πέφτουν από τα πόδια τους και σηκώνεται από το έδαφος αν ο άνεμος φυσάει αρκετά δυνατά. Μπορεί να έχετε ακούσει (ή ακόμα και δει) περιπτώσεις ανθρώπων να παρασύρονται κατά τη διάρκεια τυφώνων.
Αυτό με κάνει να σκέφτομαι:οδηγούμε μοτοσυκλέτες, σωστά; Το πιο σημαντικό, οι μοτοσυκλέτες μπορούν να ανεβούν έως και 100 mph και πέρα όταν νιώθουμε την ανάγκη για ταχύτητα. Ωστόσο, οι αναβάτες που απορρίπτονται από τα πολύ γρήγορα ποδήλατά τους είναι ένα αρκετά σπάνιο φαινόμενο. Επομένως, το ερώτημα είναι, γιατί οι άνθρωποι (που στέκονται στο έδαφος) παρασύρονται από πολύ γρήγορους ανέμους, αλλά όχι όταν οδηγούν τα ποδήλατά τους με εξαιρετικά γρήγορες ταχύτητες;
Οι μοτοσυκλετιστές μπορούν εύκολα να φτάσουν τα 100 mph ενώ είναι ασφαλισμένοι στις θέσεις τους. (Φωτογραφία :Pixabay)
Η απάντηση βρίσκεται στο drag. Αεροδυναμική οπισθέλκουσα.
Αεροδυναμική έλξη
Η αεροδυναμική αντίσταση είναι η δύναμη που παράγει ένα κινούμενο αντικείμενο καθώς ο αέρας κινείται γύρω του. Ένας άλλος τρόπος να το πούμε είναι ότι είναι η αντίσταση του αέρα ή η δύναμη του ανέμου που δρα στην αντίθετη κατεύθυνση από την οποία κινείται το αντικείμενο. Μπορείτε να σκεφτείτε την έλξη ως αεροδυναμική τριβή. Όχι μόνο ο αέρας, αλλά και τα αντικείμενα παρουσιάζουν έλξη σε άλλα υγρά (όπως το νερό).
Η ποσότητα οπισθέλκουσας που ασκείται σε ένα αντικείμενο εξαρτάται από δύο σημαντικούς παράγοντες:το σχήμα και το εμβαδόν της διατομής του. Ένα βελτιωμένο αντικείμενο έχει λιγότερη έλξη από ένα επίπεδο, κουτί αντικείμενο. Δεν είναι περίεργο που τόσα πολλά ταχέως κινούμενα πράγματα στον κόσμο είναι εξορθολογισμένα στη σχεδίασή τους.
Παρατηρήστε τα βελτιωμένα σχήματα των μερικών από τα πιο γρήγορα πράγματα στον κόσμο
Το εμβαδόν διατομής ενός σώματος επηρεάζει επίσης την αντίσταση που βιώνει. Στην περίπτωσή μας, η περιοχή της διατομής είναι απλώς το μέγεθος ενός ατόμου που βλέπει τον άνεμο. Κανονικά, ένας μέσος άνθρωπος παρουσιάζει περίπου 8 τετραγωνικά πόδια απόφραξη στη δίοδο του αέρα, αλλά όταν το άτομο στέκεται στο πλάι ή τυλίγεται σε μια μπάλα, ουσιαστικά μειώνει το μέγεθος του σώματός του που εμποδίζει τον αέρα μειώνοντας τη διασταύρωση. περιοχή τομής.
Αυτός είναι ο λόγος που οι ποδηλάτες τραβούν τα γόνατά τους προς τα πάνω και κατεβάζουν το κεφάλι και τους ώμους τους κατά τη διάρκεια των αγώνων αγώνων σε μια προσπάθεια να ελαχιστοποιήσουν την περιοχή διατομής τους και κατά συνέπεια να μειώσουν την αντίσταση που αντιμετωπίζουν.
Παρατηρήστε τη στάση του ποδηλάτη. Αυτή η στάση συμβάλλει στη μείωση της οπισθέλκουσας.(Πιστωτική φωτογραφία :Anita Ritenour / Wikimedia Commons)
Ένας άντρας που στέκεται μόνος του σε πολύ δυνατούς ανέμους μπορεί να κάνει ελάχιστα για να εκτρέψει τον αέρα που τον χτυπά από μπροστά, και ως εκ τούτου είναι πιο ευάλωτος να παρασυρθεί κατά τη διάρκεια ιδιαίτερα ισχυρών τυφώνων ή ανεμοστρόβιλων. Ούτε η (σχετικά) μικρή μάζα του βοηθά.
Ωστόσο, η κατάσταση αλλάζει όταν ο ίδιος άνθρωπος έχει 100 mph με μια μοτοσικλέτα, χάρη στο fairing της μοτοσυκλέτας . Το φέρινγκ είναι ένα κέλυφος που τοποθετείται πάνω από το πλαίσιο ιδιαίτερα γρήγορων μοτοσυκλετών (όπως αθλητικών ποδηλάτων) με κύριο σκοπό τη μείωση της οπισθέλκουσας του αέρα.
Το φέρινγκ ενός αγωνιστικού ποδηλάτου. (Φωτογραφία :Dédélembruille / Wikimedia Commons)
Αυτά τα διαμορφωμένα κομμάτια πλαστικού και μετάλλου που καλύπτουν το μπροστινό μέρος μιας μοτοσικλέτας διασφαλίζουν ότι ο αέρας που ανεβαίνει από την αντίθετη πλευρά εκτρέπεται ομαλά, αντί να σταματά ή να δημιουργεί αναταράξεις (που οδηγεί σε ακόμη μεγαλύτερη οπισθέλκουσα). Επομένως, το φέρινγκ συμβάλλει στη μείωση της οπισθέλκουσας και βοηθά τον αναβάτη να παραμείνει στο ποδήλατο.
Επιπλέον, οι αναβάτες σπορ μοτοσυκλετών παίρνουν επίσης μια συγκεκριμένη αεροδυναμικά ευνοϊκή στάση για να ελαχιστοποιήσουν την περιοχή της διατομής τους, η οποία συμβάλλει περαιτέρω στη μείωση της οπισθέλκουσας. Προφανώς, κρατούν επίσης σφιχτά το ποδήλατο, καθιστώντας πολύ δύσκολο για τον επερχόμενο αέρα να διώξει τη συνδυασμένη μάζα του αναβάτη και της μοτοσικλέτας του.
Κρατήστε σφιχτά τις λαβές! (Photo Credit :Ultimatemotorcycling)
Έτσι, ένας άντρας που στέκεται στο έδαφος με θάρρος ανέμους 100 μίλια/ώρα δοκιμάζει μια δύναμη 200 λιβρών που τον πιέζει, αλλά ο ίδιος άνθρωπος, ενώ οδηγεί ένα ποδήλατο στα 100 μίλια/ώρα, βιώνει μόνο ένα κλάσμα αυτής της δύναμης, χάρη στην αεροδυναμική του στάση και φέρινγκ της μοτοσυκλέτας του.
