Одним з найбільш улюблених видів активного відпочинку є прогулянка на велосипеді. Крім того, що велосипед дозволяє зміцнити і розвинути різні м'язи (м'язи ніг, рук, спини і живота), це ще й засіб побачити місцеві визначні пам'ятки або, просто, підняти собі настрій, катаючись на ньому всією сім'єю або з друзями. Однак, велосипед при невмілої їзді може служити причиною отримання синців і саден. Особливо при їзді на великій швидкості під час повороту. Давайте спробуємо розібратися, що потрібно робити, щоб безпечно проходити повороти під час їзди на велосипеді.
де - коефіцієнт тертя, а N - сила реакції опори, спрямована вертикально вгору.
Під час повороту велосипед рухається по дузі, що має деякий радіус R (див. Вид зверху). При цьому швидкість велосипеда спрямована по дотичній до траєкторії, а доцентровийприскорення і сила тертя, що утримує велосипедиста, спрямовані до центру дуги. Згідно з другим законом Ньютона:
З огляду на, що сила тяжіння спрямована вертикально вниз, а доцентрове прискорення дорівнює,
отримаємо, що мінімальний можливий радіус дуги розраховується за формулою:
Коефіцієнт тертя гуми знаходиться в інтервалі від 0,5 до 0,8 для сухого асфальту і в інтервалі від 0,25 до 0,5 для мокрого асфальту. Тому при русі зі швидкістю 15 км / год (приблизно 4,2 м / с) безпечним буде поворот по дузі радіуса R = 4,2 2 / (0,5 · 9,8) = 3,6 м (сухий асфальт) і R = 4,2 2 / (0,25 · 9,8) = 7,2 м (мокрий асфальт).
За запропонованим методом ми пропонуємо вам розрахувати:
- радіус дуги безпечного повороту при швидкості 24 км / год на сухій ґрунтовій дорозі (коефіцієнт тертя 0,4) і на льоду (коефіцієнт тертя 0,15);
- кут α нахилу велосипеда для збереження рівноваги при повороті на тій же швидкості, враховуючи, що відцентрова сила прикладена до центру мас велосипеда.