תהיות של אמצע היום 4

[dyanai]

אני לא בדקתי ממה מורכבים רפידות

אבל לגבי התרסקות עקב גידול כושר הבלימה כאן אתה טועה ובגדול ככל שאתה נא מהר יותר כך אתה צובר יותר אנרגיה ןכאן כפי שנלמד בתיכון ביחס ריבועי למהירות כדי לבלום צריך לבצע טרנפורמציה של האנרגיה הקינטית לחום או כל דבר אחר. לכן גם אם הבלם חזק יותר הרי גם האנרגיה שאתה צריך להוריד גדולה יותר. הסכנה היא שננעל גלגל עקב מעבר הסף של יכולת הצמיג לבלום בלי להנעל אבל בפרוש זה לא אומר שתוכל לבלום עם אצבע אחת. דרך אגב בררתי אצל חבר שמתכנן כני נחיתה של מטוסים ושם בפרוש הבלמים חזקים יותר ככל שהמהירות עולה. הבעיה שלגבי מכוניות ואופנועים גם לו אין מוסג אם זה חומרים דומים או לא. דודי

 

[TShavit]

דודי ידידי...

ענין אנרגיה לא קשור, בכלל. אני מדבר על הכוח הנדרש כדי להביא גלגל של אופנוע לנעילה. ואתה לא מבין כאן משהו בסיסי. תסכים איתי שמקדם החיכוך של גומי עם כביש ל-א משתנה עם המהירות? שם הרי אין החלקה (לפחות לא משמעותית) בין שני המשטחים, אלא גלגול, דהיינו זהו חיכוך סטטי. לטענתך, מקדם החיכוך של הרפידות עם הדיסק גדל באופן משמעותי עם המהירות. אם כך, נניח שבמהירות 50 קמ"ש צריך לחץ של 10 קילו במנוף כדי להביא את הגלגל לנעילה (=החלקה). לפי מה שא-ת-ה אומר, בהנחה שהבנתי אותך נכון ואתה טוען שכוח הבלימה עולה ביחס ריבועי למהירות, הרי שבמהירות 100 קמ"ש ידרש כוח של 2.5 ק"ג בלבד במנוף, ואילו ב-200 קמ"ש נסתפק ב-0.625 ק"ג (10 לחלק ב-4 בריבוע) כדי לנעול את הגלגל. זה מה שאומרת התיאוריה שלך. נראה לך? ועוד משהו: אם מה שאתה אומר היה נכון, רוכבים שעפים מהאופנוע ב-200 קמ"ש היו קורעים לגזרים את החליפות שלהם, עקב כוחות חיכוך אדירים, שלא לדבר על התאוטה האדירה שהיו חווים. נראה לך? אל תבלבל כוחות עם אנרגיה, ידידי. ברור שהאנרגיה עולה בריבוע עם עליית המהירות. זו הסיבה לכך שמרחקי העצירה גדלים בערך ביחס לריבוע המהירות. וזה לחלוטין לא קשור לענין כוחות בלימה, שתלויים בחיכוך. שמע, בוא תעשה ניסוי פשוט: סע על האופנוע, עצור מ-120 קמ"ש, תנסה לראות כמה חזק אתה צריך ללחוץ כדי לקבל תאוטה מסויימת. עכשיו סע 30 קמ"ש ותחזור על אותו תרגיל, ואז תחזור ותספר לי אם היה הבדל מ-ו-ר-ג-ש בין עוצמות הלחיצה על המנוף. אם גם זה לא יעזור לשכנע אותך, אני מרים ידיים. אתה פשוט ממציא כאן את הפיזיקה מחדש. טל

 

[dyanai]

נכון אבל ...

א. יחס בגידול הכוח של הבלם הוא סדר גודל של V*lan(V שזה פחות מרבועי ויותר מלנארי. ב. אכן הסכוי שתנעל גלגל במהירות גדולה יותר יותר גדול. ג. לבי העובדה שסף החיכוך הסטטי של הצמיג קבוע זה נכון אבל האם מתכנני הבלמים לא מתכננים את שיא הכוח של הבלם לפי המהירות הגבוה של האופנוע ? ד. לפי מה שבנתי אתה מעונין בבלמים שיתנו יותר בלימה ביותר מהירות הרי המטרה היא להקטין את מרחק הבלימה שלך. ה. במהירות נמוכה למשל בלם קידמי חזק מדי הוא לא רצוי, ובמהירה יש רוכבי מרוץ שלא נוגעים באחורי ורוצים קידמי חזק מספיק להביא אותם לסף הצמיג וקצת מעבר. אני לא מהנדס אופנועים כך שיכול להיות שאתה צודק ב 100% אבל אני עדיין לא רואה פסול בשימוש בבלמים קרמיים. מה גם שכן עושים בהם שימוש תעשיתי. דודי

 

[TShavit]

פסול?? מי דיבר על זה?

אין לי שום דבר נגד בלמים קרמיים. לא משתמשים בהם כי, באופנועי כביש, הם עונים לשאלה שאף אחד לא שואל, במחיר שנכון להיום אי אפשר לעמוד בו. לגבי כל היתר: א. על איזה יחס אתה מדבר? באיזה מצב? של מה יחסית למה? ממש לא מובן. ב. שטויות במיץ עגבניות. ג. לא. מתכנני הבלמים מתכננים בלמים שיהיו כמה שיותר עקביים ונשלטים, וזה אומר שתהיה להם אותה תגובה בכל מצב. ד. הבלמים בכל אופנוע נורמלי ממילא מספיק חזקים כדי להביא את הגלגל לנעילה, בכל מהירות, אז אתה חושב שמישהו יעיז למכור אופנוע עם בלם שתגובתו משתנה (ומתגברת!) בהתאם למהירות? לפי הדברים האלו, וסליחה אם אני בוטה, לא רק שאתה לא מהנדס אופנועים אלא גם לא כל כך רוכב עליהם. ה. מאיפה אתה מוציא את זה? אם במהירות נמוכה לא רצוי בלם שננעל, אז במהירות גבוהה, שזה מסוכן הרבה יותר, זה כן רצוי? יש לא רק רוכבי מירוץ לא נוגעים באחורי, וזה לא קשור בכלום למהירות!! נו די! אתה מדבר על דברים שאין לך מושג בהם! טל שבשלב הזה מרים ידיים. ושוב סליחה אם אני מתעצבן, אבל שוב - זה כמו להסביר לעיוורמה זה צבעים. אל תיקח את זה אישי. והמלצה פרטית: שב על זה בשקט, עם עצמך, תחשוב על כל מה שנאמר כאן, ואולי בסוף תבין כמה אתה טועה. תחשוב בהגיון, עזוב את הפיזיקה בצד (ממילא אתה מצליח להמציא אותה מחדש).

 

[TShavit]

הסבר בסיסי...

כאן, למשל. טל

 

[TheNightDevil™]

אני לא פיסיקאי... לצערי...

אבל למיטב הבנתי (הקלוקלת, יש לציין) עשית קצת סלט מעיקר וטפל ואתה מסתכל על מהערכת מהכוון הלא נכון... זו כמובן רק דעתי....

 

[enigo]

לכן הכותרת כללה את המילה "תאורטית"

טל הצביע על נקודה חשובה ששכחתי - מערכת הבלימה בכל כלי רכב כיום (חוץ מקימקו ZX) מסוגלת להביא את הגלגל לכדי נעילה, ולכן יכולת "ביזבוז" האנרגיה העדיפה כנראה לא תוכל לבוא לידי ביטוי. נשארת שאלה אחת פתוחה - האם מערכת שתוכננה לנעול צמיג 21 90-90 מסוגלת לנעול גם צמיג 17 רחב ודביק? לגבי החיכוך והמהירות - זכרוני הדלוח עדיין טוען שאמור להיות קשר ריבועי, אבל לא מספיק חזק כדי להוכיח. נדמה לי שמאותה סיבה כדי להגיע למהירות כפולה צריך פי 4 כח (בגלל החיכוך עם האויר), לא?.

 

[TheNightDevil™]

../images/Emo6.gif "חוץ מקימקו ZX".... גדול.

 

[TShavit]

פיזיקה ואוירודינמיקה, על קצה

העכבר: מקדם חיכוך = קבוע, פחות או יותר. מקדם התנגדות (אוירודינמי) = קבוע. כוח חיכוך = מקדם חיכוך x כוח. כוח התנגדות (אוירודינמי) = מקדם התנגדות x מהירות בריבוע x עוד כמה דברים לא רלבנטיים (למזלי, כי אני לא בדיוק זוכר). אין לבלבל בין השניים. לגבי סוגיית הדביקות - אם תקרא טוב את כל מה שאמרתי, תראה שאותה מערכת בלימה תנעל גלגל "17 יותר בקלות מאשר גלגל "19 (ובודאי "21), עבור מקדמי חיכוך זהים. ההבדלים בדרך כלל יותר מגדולים מספיק כדי לאפשר נעילת גלגל גם עם צמיג יותר דביק. בוא נגיד שאם לא - זה לא ראוי לכינוי "סופר"... טל רץ לפגישה שהוא כבר מאחר לה

 

[enigo]

ולסיכום...

כמו שבד"כ קורה בפיסיקה פשוטה, ניתוח הבעיה נותן את אותן תוצאות מכל הכיוונים - לדיסק נתון, ועוצמת לחיצה נתונה (הקטנה מהעוצמה הנדרשת כדי לנעול את הגלגל) גלגל קטן יותר יתן בלימה חזקה יותר. האם צריך דיסק מוגדל באופנוע סופרמוטרד? קרוב לוודאי שלא (בהנחה שלא התחלתם במשהו גרוע במיוחד כמו TS או TT 93...) האם זה יעשה טוב לאגו של בעל האופנוע - כנראה שכן... ולכן יש מקום להחלפה כזו כמו שיש מקול למדבקות בצבע קרבון ואנודייז לתושבות הכידון! בברכת רולינג סטופי מאושר לכולם, ENIGO.

 

[TheNightDevil™]

שביטל ? מסכים עם המסקנות ?

 

[TShavit]

כמו שאמרתי בטלפון - לא לגמרי.

הקטנת הג´נט מ21 ל-17 נותנת פלוס-מינוס תוספת 20% לעוצמת הבלימה. החלפת דיסק ממוצע תיתן תוספת בשיעור דומה. בסך הכל, עבור האטה נתונה, תצטרך משהו כמו 65% - נקרא לזה שני שליש - מעוצמת הלחיצה הקודמת. זה בהחלט סביר לדרוש את זה באופנוע שבו בולמים הרבה וחזק. יש גם יתרון לדיסק המוגדל בפיזור-החום, נקודה חשובה מאד. טל

 

[TheNightDevil™]

../images/Emo45.gif

 

[dlx1100F]

אני חושב שמה שאניגו התכוון ב...

"הספק עצירה" הוא כמות האנרגיה הקינטית של האופנוע שמערכת הבלמים מסלקת (הופכת לחום) ביח´ זמן (תקן אותי אם אני טועה). מהבחינה הזו, לא משנה בכלל מה קוטר הגלגל. נניח שיש לנו שני אופנועים, אחד עם גלגל 21 ואחד עם גלגל 17 (אבל עם דיסקים באותו קוטר), הנעים כך שהאנרגיה הקינטית הכוללת של תנועתם שווה, ואת שניהם אנו מביאים למצב עצירה באותו משך זמן. הרי שבשני האופנועים "הספק העצירה" היה זהה (ההספק הממוצע לפחות), כי בשני האופנועים סילקנו אותה כמות של אנרגיה באותו פרק זמן. ההספק הזה אינו תלוי רק בדרך שעברנו, או במהירות הסיבוב, כפי שאניגו כתב, אלא גם בכח שהופעל לאורך הדרך הזו (ליתר דיוק ברכיב הכח המקביל לכיוון התנועה. מכפלה סקלרית!). ועבור "הספק עצירה" נתון, הכח הזה מתקזז עם הגידול במהירות הסיבוב של הדיסק. אפשר לראות את זה משיקולי עבודה שמבצעת מערכת הבלימה. העבודה שמבצעת מערכת הבלמים (עבודה במובן הפיסיקלי) שווה למכפלת כח החיכוך שבין הרפידות לדיסק/ים (הכח הפועל במקביל לפני הדיסק והרפידה) וה"דרך" שעושות הרפידות על פני הדיסק/ים (זה בהנחה של כח קבוע לאורך כל הדרך, אחרת צריך לעשות אינטגרל על המכפלה. זה לא משנה את העיקרון, רק מסבך את החישוב). בגלגל הקטן יותר, עבור מהירות אופנוע נתונה, הגלגל מסתובב פי 21/17 יותר מהר, ולכן הרפידות יעברו דרך ארוכה פי 21/17 על פני הדיסק/ים באותו זמן. משיקולי המומנטים שהוזכרו (בהודעות של טל למשל), בשביל לבלום את האופנועים מאותה רמה אנרגטית באותו פרק זמן, כח החיכוך שידרש בין הרפידות לדיסק/ים יהיה קטן פי 17/21 (כי זה מה שיגרום בסופו של דבר להפעלת אותו כח במגע בין הצמיג לכביש), כך שהמכפלה של הכח והדרך (ה"עבודה" שנעשתה) נותרה זהה. וזה בכלל בלי להיכנס לנושא של מקדמי החיכוך והגורמים המשפיעים עליהם. כי מה שחשוב לעניין העבודה או ההספק הוא כח החיכוך הפועל בין הרפידות לדיסק/ים, בלי קשר למידת הכח שהיינו צריכים להפעיל על ידית הבלם כדי להשיג את כח החיכוך הזה. בלחיצה קבועה על ידית הבלם, היד שלנו כלל לא מבצעת עבודה!

 

[gray]

אכן דיון מעמיק ביותר

נגעו כאן בכל הנקודות כמעת, ניסיתי את הדיון הזה בעבר עם פרופסור ודוקטור לפיזיקה, (הפרופסור רוכב) ולא נפתרה הסוגיה. אם נסתכל מנקודת ציר הגלגל למשל, אם לא משנים את כל שאר הפרמטרים המומנט שמופעל עליו ע"י גלגל גדול יותר הוא מומנט גדול יותר (מומנט = כוח X אורך הזרוע לכן זרוע ארוכה יותר=מומנט גדול יותר) נניח שמקדם החיכוך הסטאטי של הצמיג הגדול והקטן עם הכביש זהים, כלומר אין שינוי בכוח, משמע גלגל גדול יותר מפעיל מומנט סיבוב גדול יותר על מרכז הגלגל (אני בכוונה מתעלם מנתוני משקל הגלגל ומומנט הסיבוב הגדול יותר של הגלגל כשהוא באויר, זניח). אבל האם נקודת מרכז הגלגל תיתן לנו פרספקטיבה נכונה על הבעיה?

 

[MexMex]

עוד, די, עוד, די...תמשיך, אתה מכאיב

איזה כיף להתעורר בבוקר ולגלות את הדיון... ודעתו הסופית של מר שמחוני היא? בוקר

לכולם....

 

[MexMex]

ללא משוואות, אבל...

כחוק אצבע: מומנט הבלימה, מורכב מ2 נקודות. הראשונה, המומנט שמופעל על יקף הגלגל\ הוא אותו כוח שאנו רוצים לבלום. הקטנו את רדיוס הגלגל? כך קטן גם הכוח שאותו צריך להפעיל... השנייה, המומנט שמופעל ככוח הבלימה. ככל שנגדיל את הדיסק, כך גם יגדל כוח הבלימה, מחיכוך נתון של הרפידות בדיסק. אם כך, אז: ככל שנקטין את הגלגל, כך תקטן עוצמת הבלימה הדרושה ככל שנגדלי את הדיסק, כך תגדל עוצמת הבלימה... למשוואה נכנס כוח החיכוך עם פני השטח, ושטח המגע של הצמיג עצמו (שרחב יותר על "17), אבל זה סיפור אחר... אדיוס

 

[Fat Custom]

וואלה סיבכתם אותי, לדעתי לא נעשתה

הבדלה בין מומנט לכח ובין מהירות קוית למהירות זויתית, שיהיה לי מה להוסיף, אוסיף.

 

[Le Duke]

אל תשכח שאם אתה מגדיל את הדיסק

אז גדל האפקט הג´ירוסקופי אבל זה כבר נושא לדיון אחר ..........

 

[dlx1100F]

הנה באתי. פעם הבאה תצעק יותר חזק.

אני חושב שמה שטל כתב נכון. לגבי מה שמטריד אותך עם הגדלת מהירות הסיבוב של הגלגל – ראשית, אני מסכים עם אלה שכתבו שזה זניח. אני לא יכול לתמוך את דברי בחישובים כרגע, אבל גם לי נראה שהאנרגיה הקינטית של הגלגל המסתובב זניחה בהשוואה לכלל האנרגיה הקינטית של התנועה הקווית של מסת האופנוע והרוכב. שנית, הקטנת הקוטר והגדלת מהירות הסיבוב של הגלגל מקזזים זה את זה בקירוב. מה שקובע את "התנגדות הגלגל לעצירה" כמו שקראת לזה, זה התנע הזוויתי של הגלגל, או האנרגיה הקינטית שלו (הם קשורים זה בזה, זה לא שני גדלים בלתי תלויים), שתלויים שניהם במומנט האנרציה של הגלגל. ככל שגדלים אלה גדולים יותר, יידרש יותר כח ו/או יותר זמן כדי לעצור את הגלגל. ומומנט האנרציה של מסה מסתובבת תלוי בריבוע מרחקה של המסה המסתובבת מציר הסיבוב שלה. לכן גם התנע הזוויתי והאנרגיה הקינטית של מסה מסתובבת תלויים בריבוע מרחקה של המסה המסתובבת מציר הסיבוב שלה, והם קטנים כאשר קוטר הגלגל קטן (עבור מהירות סיבוב נתונה). האנרגיה הקינטית של אלמנט מסה הנע בתנועה סיבובית פרופורציוני לריבוע מהירות הסיבוב ולריבוע רדיוס הסיבוב של האלמנט. והמכפלה של רדיוס ומהירות זוויתית נותן את המהירות המשיקית (המהירות בכיוון הניצב לרדיוס). במילים אחרות, האנרגיה הקינטית תלויה בריבוע המהירות המשיקית שלו (בעצם זה מחזיר אותנו לנוסחה הפשוטה והידועה של תנועה קווית: Ek=1/2mv^2, כאשר Ek היא האנרגיה הקינטית, m היא המסה ו-v המהירות המשיקית.) ולכן אלמנט מסה יכול לנוע במהירות זוויתית (סיבובית) גבוהה ברדיוס קטן או במהירות זוויתית נמוכה ברדיוס גדול עם אותה אנרגיה קינטית – בתנאי שהמהירות המשיקית שלו (מכפלת המהירות הזוויתית ברדיוס הסבוב) זהה. עכשיו אם תסתכל על רצועת גומי דקה בהיקף הצמיג, הבאה במגע עם הכביש, הרי שעבור אופנוע הנע במהירות נתונה (היא המהירות המשיקית של היקף הצמיג), האנרגיה הקינטית של רצועת גומי זו זהה בגלגל 17 ובגלגל 21 (בהנחה של אותו משקל סגולי של הגומי). כמובן שבגלגל האופנוע זה קצת יותר מורכב מסתם אלמנט מסה קטן או מרצועת צמיג דקה, כי הוא מורכב מהרבה אלמנטי מסה, והפילוג שלהם במרחב (ביחס לציר הסיבוב) משתנה כאשר קוטר החישוק משתנה (בפרט כשעוברים לצמיג שונה לגמרי). אבל בגדול, בקירוב ראשון, זה מתקזז. ואם תוסיף לכך את ההנחה שהאנרגיה הקינטית של סיבוב הגלגל מראש היתה זניחה בהשוואה לכלל האנרגיה – הרי שזה עוד יותר זניח.