ГДЗ Пізнаємо природу 6 клас. Підручник [Коршевнюк Т. В., Ярошенко О. Г.] 2023

Завдання 1. Розглянь малюнок 98 і склади розповідь про фізичні явища, які враховано, і матеріали, що використані для створення цього транспортного засобу.
На зображеннях зображений велосипед. Матеріали з яких виробляють велосипеди бувають дуже різні, від алюмінію, до титану і карбону. Все це пов’язано з тим, щоб велосипед був міцніший, м’якший і його вага була мінімально.
Для того, щоб двоколісний велосипед не впав, потрібно постійно підтримувати рівновагу. Оскільки площа опори велосипеда дуже мала (у разі двоколісного велосипеда це всього лише пряма, проведена через дві точки, в яких колеса стосуються землі), такий велосипед може перебувати тільки в динамічній рівновазі. Це досягається за допомогою підрулюванням: якщо велосипед нахиляється, велосипедист відхиляє кермо в ту ж сторону. В результаті велосипед починає повертати і відцентрова сила повертає велосипед у вертикальне положення. Цей процес відбувається безперервно, тому двоколісний велосипед не може їхати строго прямо; якщо кермо закріпити, велосипед обов'язково впаде. Чим вище швидкість, тим більше відцентрова сила і тим менше потрібно відхиляти кермо, щоб підтримувати рівновагу.
При повороті потрібно нахилити велосипед в сторону повороту так, щоб сума сили тяжіння і відцентрової сили проходила через лінію опори. В іншому випадку відцентрова сила перекине велосипед в протилежну сторону. Як і під час руху по прямій, ідеально зберігати такий нахил неможливо, і підрулювання здійснюється точно так же, тільки положення динамічної рівноваги зміщується з урахуванням виниклої відцентрової сили.
Конструкція рульового управління велосипеда полегшує підтримку рівноваги. Вісь обертання керма розташована не вертикально, а нахилена назад. Крім того, вона проходить нижче осі обертання переднього колеса і попереду тієї точки, де колесо стосується землі. Завдяки такій конструкції досягаються дві мети:
При випадковому відхиленні переднього колеса рухається велосипеда від нейтрального положення виникає момент сили тертя щодо рульової осі, який повертає колесо назад в нейтральне положення.
Якщо нахилити велосипед, виникає момент сили, що повертає переднє колесо в сторону нахилу. Цей момент викликаний силою реакції опори. Вона прикладена до точки, в якій колесо стосується землі і спрямована вгору. Через те, що рульова вісь не проходить через цю точку, при нахилі велосипеда сила реакції опори зміщується щодо рульової осі.
Таким чином, здійснюється автоматичне підрулювання, що допомагає підтримувати рівновагу. Якщо велосипед випадково нахиляється, то переднє колесо повертається в ту ж сторону, велосипед починає повертати, відцентрова сила повертає його у вертикальне положення, а сила тертя повертає переднє колесо назад в нейтральне положення. Завдяки цьому, можна їхати на велосипеді «без рук». Велосипед сам підтримує рівновагу. Змістивши центр ваги в бік, можна підтримувати постійний нахил велосипеда і виконати поворот.
Можна помітити, що здатність велосипеда самостійно зберігати динамічну рівновагу залежить від конструкції рульової вилки. Визначальним є плече реакції опори колеса, тобто довжина перпендикуляра, опущеного з точки торкання колеса землі на вісь обертання вилки; або, що еквівалентно, але простіше виміряти - відстань від точки дотику колеса до точки перетину осі обертання вилки з землею. Таким чином, для одного і того ж колеса виникає момент буде тим вище, чим більше нахил осі обертання вилки. Однак для досягнення оптимальних динамічних характеристик потрібен не максимальний момент, а строго певний: якщо занадто малий момент призведе до труднощів утримання рівноваги, то занадто великий - до коливальної нестійкості, зокрема - «шіммі» (див. Нижче). Тому положення осі колеса щодо осі вилки ретельно вибирається при проектуванні; багато велосипедні вилки мають вигин або просто зміщення осі колеса вперед для зниження надлишкового компенсуючого моменту.

---

---

Назад

Вперед

1 ... 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

ГДЗ НУШ 2023 Пізнаємо природу 6 клас Оріон Коршевнюк Ярошенко Підручник