Fysik problem

[wolf_1]

Efter att sett denna film:

2631375 Fruktansvärt tryck i denna hoj, vilket ljud..rysningar.

http://www.youtube.com/watch?v=rDiBwCANfIM&mode=related&search=

Tänkte jag att man borde kunna räkna ut att vid för tokiga accelerationer borde hoj börja stegra. Accelrationerna han lyckas med kan ju ses i filmen.
Jag börja räkna på det och det som fattas nu är vart tyngdpunkten sitter ungefär på dom flesta hojarna? Som tex Hayabusan eller nån annan trolig hoj det tros vara på filmen.

Och är det nån som vet ungefär hur luften påverkar en hoj? Borde vara neråt men isådan fall nån som vet nån ungefärlig kraft formeln för den? Om den skulle ha någon större inverkan så att säga.

Det behöver inte vara några riktigt exakta siffror men gärna ungefär.

Jag kan ju ha tänkt fel också när jag ställde upp det så ni ska ha en chans att gnälla så så här tänkte jag: Vid igen acceleration är ju normalkraften jämnt föredelad mellan back och framdäck(punkt 1 och 2), men just vid stegring tillfället hamnar all vikt på backhjulet och såg det som att det skapades ett vridandemomten vid punkt 1. Där normalkraften skapar ett vridande moment medurs(ner i backen) och kraften f skapar med hjälp av accelerationen en vridande kraft moturs(uppåt) där båda krafterna är också beroende av sin position till tyngpunkten.

(Tänk vad kul man har i vinter mörkret )

 

[MC-Gurra]

Inget lätt fysikproblem. Kan inte mycket om sån där men vad händer om man utgår från bakhjulets centrum där hojen vrider sig när den stegrar.
Det blir ju ett moment från tyngdpunkten på hojen till hjulaxeln o ett annat till hjulets annligningspunkt mot backen. Som jag sa. Jag är inte kunnig på området jag bara spånar.

 

[wolf_1]

2644333 Inget lätt fysikproblem. Kan inte mycket om sån där men vad händer om man utgår från bakhjulets centrum där hojen vrider sig när den stegrar.
Det blir ju ett moment från tyngdpunkten på hojen till hjulaxeln o ett annat till hjulets annligningspunkt mot backen. Som jag sa. Jag är inte kunnig på området jag bara spånar.

Jag förstår hur du tänker , jag var också i den banan och fundera först men som du ser är hjulaxeln och hjulets annligningspunkt mot backen i samma linje men det är vid marken hjulet ger ifrån sig kraften så att man rör sig framåt. Och vid hjulaxeln om du tänker dig dåliga kul-lager som ger friktion medverkar då bara till att motorcykeln roterar medurs(neråt).

 

[Starstriker]

Glöm inte föraren.
Kanske även luftmotståndet (på föraren) kan ha en effekt vid högre hastigheter.

 

[ulf_lundin]

Har inte sett filmen, men... En hoj kan stegra utan att axa alls.
1) Skruva fast bakhjulet i asfalten så kan den resa sig bara pga dragkraften i kedjan. Som när
Prosit drar upp Toker efter bugningen i Snövit o de 7 dvärgarna.
2) Vid tillräckligt hög fart gör luftmotståndet att den reser sig. Som att bära en masonitskiva
framför sig i motvind.
Obs det har inget med ev. lyftkraft a la flygplansvinge att göra. Hela hojens vikt vilar
fortfarande på hjulen, vid resning all vikt på bakhjulet.

O sen kan den som bekant resa sig pga axet. Tyngdpunktens höjd och avstånd från
hjulaxeln avgör vid vilket ax det händer. Nån formel kan jag inte snyta ur näsan så här
på studs. Men det borde ha nåt att göra med när dragkraftens vertikala komponent
är lika med tyngdkraften.
Uppgifter om tyngdpunktens höjd finns vanligen inte. Läget i horisontalledd kan man enkelt
räkna ut från viktfördelningen mellan fram- o bakhjul.

Men man kan ju gå bakvägen oxå. En sporthoj går ju upp på fram- resp. bakhjul vid
max ax som bra väggrepp ger. (Det är ju ingen slump precis...) Så vid ca 1-1.3 g reser den.

Antar det är svaret på frågan mao.
/u

 

[illebror]

För att hjälpa den som vill lösa det matematiskt.
Börja med att förenkla en J*A massa. Vikt på hoj + snubbe = 300kg, Hojen har 2meter mellan hjulnaven, Tyngdpunkten är i samma höjd som naven, och hjulen är 0,6m i diameter (0,3 i radie).

Nu får vi, 300kg = 3000N (UNGEFÄR), detta mitt mellan hjulen.
Bakhjulet måste alltså lyfta 3000Nm för att framhjulet ska väga noll kg (stegring). Bakhjulet är dock inte 1m i radie utan 0.3m, 3000/0.3 = 9000Nm

Nu tar vi Newtons fösta lag F = m*a och får a = F/m och alltså 9000Nm/300kg = 30m/s^2

Det innebär alltså att man skulle ha en acceleration på 0-100 (30m/s) på 1 sekund. Vi vet alla att ingen hoj gör detta, men siffrorna jag valt är inte verkliga, utan bara för att indikera matematiken.

man måste alltså UNGEFÄR ha samma acc som när man drar iväg vid rödljuset nere i stan, verkar vettigt eller hur, man stegrar ganska lätt vid rödljusen, värre när man fått upp farten lite.

Sen tillkommer effekter som luftmotstånd osv som ulf nämner här ovanför.

Nu kan ni roa er att beräkna att med "verkliga" siffror

 

[wolf_1]

Säker?

2644549 Har inte sett filmen, men... En hoj kan stegra utan att axa alls.
1) Skruva fast bakhjulet i asfalten så kan den resa sig bara pga dragkraften i kedjan. Som när
Prosit drar upp Toker efter bugningen i Snövit o de 7 dvärgarna.
2) Vid tillräckligt hög fart gör luftmotståndet att den reser sig. Som att bära en masonitskiva
framför sig i motvind.
Obs det har inget med ev. lyftkraft a la flygplansvinge att göra. Hela hojens vikt vilar
fortfarande på hjulen, vid resning all vikt på bakhjulet.
/u

Jo visst som du säger på punkt 1 så behövs ingen acceleration framåt men vid detta tillfälle måste ju skapa en vinkel acceleration större än vad tyngdkraften skapar neråt för att skapa nån reaktion i denna moment händelse.(Jag tänkte ju mest i detta fall på en "frisläppt" hoj).

Och vid punkt 2 har jag en annan uppfattning, jag tror att motorcykeln är (i detta fall sporthojar) formade så att luftmotstånde ger en hjälpande kraften neråt som hjälper till att hålla framhjulet nere(glas skärmen ser ut pressa luft upp), som vingarna på f1 bilarna gör men visst inte ens i närheten av samma vertikala kraft neråt. Och jag antar att föraren är nere i tanken och gräver alltså inte sitter upp det minsta.

2644549
O sen kan den som bekant resa sig pga axet. Tyngdpunktens höjd och avstånd från
hjulaxeln avgör vid vilket ax det händer.
/u

Som tidigare tycker jag det är tyngpunktens höjd och avstånd till bakhjulets mark kontakt eftersom det är där kraften avges och det borde vara mer riktigt att se att det är där momentkrafterna skapas. Vid lite bollande med formeler för vridmoment fick jag fram en lätt och smidig formel för vid vilken acceleration som behövs. a>(g*l/h) där a(accelerationen) ska vara större än (g*l/h) där g är gravitationskonstanten och l längd från vridmomten punkten till tyngdpunkten och h höjd från tyngpunkten till marken för att få motorcykeln att börja stegra(inget luftmotstånd med räknat).

2644549
Men man kan ju gå bakvägen oxå. En sporthoj går ju upp på fram- resp. bakhjul vid
max ax som bra väggrepp ger. (Det är ju ingen slump precis...) Så vid ca 1-1.3 g reser den.
/u

Självklart lyfter den om axet vid tyngpunkten blir större än g(om det var det du mena vill säga).


Men är det ingen som har en anning om tyngpunkten höjd på nån hoj eller nån vikt fördelning mellan bak och fram hjulet? Nån måste väll ha snubblat över några av dessa siffror nån gång.

 

[wolf_1]

2644785
Nu får vi, 300kg = 3000N (UNGEFÄR), detta mitt mellan hjulen.
Bakhjulet måste alltså lyfta 3000Nm för att framhjulet ska väga noll kg (stegring). Bakhjulet är dock inte 1m i radie utan 0.3m, 3000/0.3 = 9000Nm

Hur fick/vad tänkte du på när du fick till 3000/0.3 = 9000Nm?

 

[illebror]

2644861 Hur fick/vad tänkte du på när du fick till 3000/0.3 = 9000Nm?

Haha, jaja, 10000 då ... storleksordningen var rätt iaf

 

[ola_sandin]

Tycker det ser ut att vara lite nerförslut när han öser på som bäst. Sen förtäljer ju inte filmen hur pass mycket hojen är sänkt i fram eller hur lång svingen är. Vinddraget i de farterna borde väl hjälpa hojen att hålla sig på marken. Om föraren är en liten späd typ som jag borde det medföra att tyngdpunkten på hojen+förare är lägre än om det sitter en stor och lång person på hojen.

 

[NisseHt]

2644549

Men man kan ju gå bakvägen oxå. En sporthoj går ju upp på fram- resp. bakhjul vid
max ax som bra väggrepp ger. (Det är ju ingen slump precis...) Så vid ca 1-1.3 g reser den.

Antar det är svaret på frågan mao.
/u

1 g - tror inte det stämmer just. 0-100 km/h på 3 sek, vilket ju är en vanlig standardtid för mc, ger ett acc på ca 1 g (100/3.6/3/9,81). Samtidigt är det så att jag klipper ganska lätt upp min DT 125 på bakhjulet, och den lär som bekant ligga ganska långt ifrån ett g i acceleration.

Just my 2c

 

[wolf_1]

Detta blev visst lite problemtiskt

Ett annat lättare sätt hade ju bara varit och ta lite accelerationer som han på filmen lyckas med och jämföra med andra kända hojars accelerationer för att se om dom är någolunda nära varandra och inte kanske en dragracing hojs accelerationer vilket jag tror han inte är ute på vägen och leker med men vem vet.

Och ingen data kunde jag hitta om vart tyndpunkten sitter ungefär när jag sökte runt i cyberspace. Verkar som om man får väga sin mc själv för att hitta tyngdpunkten.

 

[ulf_lundin]

Spridda repliker:
Nisse_Ht: Finns enl ovan fler saker än axet som reser hojen. Går ju att rycka upp både cykel o moppe t.ex.
Wolf_1: Tyngdpunkten är vanligen mitt emellan hjulaxlarna, ca 50/50 i viktfördelning.
Mha två badrumsvågar o en stol kan du väga/räkna fram tyngdpunktens höjd.
Eller häng upp hojen i framhjulet och rita upp var lodlinjen hamnar. Tyngdpunkten har
du där den linjen skär vertikallinjen du räknat fram mha viktfördelningen.

Varför prata vinkelacceleration ? Kan ju vara hur nära 0 som helst. Det är bara krafter o moment
som avgör.

Bakhjulets diameter har inget med saken att göra. Vinklar o avstånd mellan krafternas
angreppspunkter är det enda som räknas.

Det är inte självklart att en hoj reser om axet är större än 1 g; tvärtom, det är fel.
Gränsen avgörs ju helt av tyngdpunkten resp. ax-kraften. En draghoj axar betydligt mer än 1 g, utan att resa.

Ryms utmärkt inom din formel a > g * l/h. (Iofs inte kollat om den är helt korrekt.)

Ang. om luftmotståndet lyfter eller trycker ner framänden så avgörs det av sammanlagda
luftmotståndets angreppspunkt och tyngdpunkten. Tyngdpunkten lägre => luften vill
lyfta framändan. Tyngdpunkten högre => framänden trycks ner.

(Tejpa fast en vajer på gaffelbenet (vajern på nedre benet, höljet på övre), dra upp änden
i synfältet och kolla om framänden är lägre eller högre vid 200 än vid 50.)

MEN i verkligheten har du oxå framdrivningskraften och den vill enl ovan lyfta framänden,
så vad du ser är (vad jag fattar) resultatet av bägge krafterna.

Såna här saker finns beskrivna i bättre hojböcker. Lite vinterlitteratur så är du till våren
ännu mer förvånad över att hojar funkar så bra som dom gör.
/u

 

[RacerRaffe]

Detta är ju ett rätt enkelt problem om man kan bortse från vindpåverkan och eventuella påverkningar från förare i form av ryck i styret mm.

Gör en enkel momentekvation:
Accelerationen=A
tyngdaccelerationen=g
MC massa+förarens massa-gemensam tygdpunkt= M
M höjd över marken=H
M tyngdpunktsavstånd från bakhjulets kontakt mot marken=L

Förutsättningar: MC kör från vänster mot höger på "papperet"
Possitivt moment går medurs.

För jämnvikt skall råda gäller följande:

(MxgxL)-(MxAxH)=0 redan här ser vi att M inte spelar någon roll och formeln kan reduceras till (gxL)-(AxH)=0 vilket ger A=(gxL)/H, A är då det minsta värde som krävs för att framhjulet skall lätta. I praktiken är det inte så här lätt utan L och H varierar när man lättar hjulet samt att när bakhjulet "sätter" sig så påverkar det också ekvationen.

I fart tillkommer sedan vindtryckets tyngdpunktscentrum och dess höjd över marken samt dess kraft och detta leder då till att storleken på A som krävs för att lyfta framhjulet kan både minska eller öka beroende på om det skapas en uppåt riktad eller nedåtriktad kraft(sen tillkommer ju krafter av vind på/kring föraren och "baksug" bakom ekipaget, sådant är mkt svårt att beräkna exakt..

 

[snowball]

Har ej läst hela tråden så detta kanske kommer som en upprepning. Även om man lyckas uttrycka de flesta parametrar i en ekvation och på så sätt komma till någon sorts lösning på denna skulle det inte förvåna mig nämnvärt om denna har en felmariginal på 50%. Det klokaste alternativet vore kanske att ställa upp en förenklad matematisk modell och mha en dator simulera händelseförloppet. Detta är heller ingen lätt sak men det skulle troligen ge det tillförlitligaste resultatet.

 

[ulf_lundin]

Snowball: Simulering tar man till när problemet är för komplicerat för att räkna analytiskt på.
Och inte blir det automatiskt mer korrekt heller, snarare tvärtom.
Några 50 % fel hittar du nog inte i dessa resonemang. Ens om du läser tråden .

RacerRaffe :
Btw, även baksug räknas in i luftens bromsande kraft. På en hoj står just den delen
vanligen för större delen av luftmotståndet.
(Opponerar mig lite mot 'vindtryckets tyngdpunktscentrum', men fattar ju vad du menar.)
/u

 

[wolf_1]

2646082 Detta är ju ett rätt enkelt problem om man kan bortse från vindpåverkan och eventuella påverkningar från förare i form av ryck i styret mm.

Gör en enkel momentekvation:
Accelerationen=A
tyngdaccelerationen=g
MC massa+förarens massa-gemensam tygdpunkt= M
M höjd över marken=H
M tyngdpunktsavstånd från bakhjulets kontakt mot marken=L

Förutsättningar: MC kör från vänster mot höger på "papperet"
Possitivt moment går medurs.

För jämnvikt skall råda gäller följande:

(MxgxL)-(MxAxH)=0 redan här ser vi att M inte spelar någon roll och formeln kan reduceras till (gxL)-(AxH)=0 vilket ger A=(gxL)/H, A är då det minsta värde som krävs för att framhjulet skall lätta. I praktiken är det inte så här lätt utan L och H varierar när man lättar hjulet samt att när bakhjulet "sätter" sig så påverkar det också ekvationen.

I fart tillkommer sedan vindtryckets tyngdpunktscentrum och dess höjd över marken samt dess kraft och detta leder då till att storleken på A som krävs för att lyfta framhjulet kan både minska eller öka beroende på om det skapas en uppåt riktad eller nedåtriktad kraft(sen tillkommer ju krafter av vind på/kring föraren och "baksug" bakom ekipaget, sådant är mkt svårt att beräkna exakt..

Jo precis.
Du verkar ha tänkt och räknat som jag men jag kanske skulle ha vissat uträkningar mer utförligt och hur tänkt. my bad.

2645918
Varför prata vinkelacceleration ? Kan ju vara hur nära 0 som helst. Det är bara krafter o moment
som avgör.

När saker och ting roterar har ju dom sakerna en vinkel hastighet och även en vinkel acceleration vid origo. Som när hjulet snurrar i en konstant hastighet har vi ju en konstant vinkel hastighet och när man axar hjulet kan man säga att man har en vinkel acceleration. Så vid stegering så kan man se det som att du har en vinkel acceleration som skapar kraften. Jag satt vinkel acceleration till 0 vid uträkningar för att få reda på precis vid vilket acceleration den väger upp framhjulet precis. Hoppas du förstod vad jag mena.

 

[ulf_lundin]

Ang. vinkelax: Visst men inget behöver snurra för problemets (lösnings) skull.
Även en kloss tippar/reser om du skjuter på tillräckligt nere vid kanten. (Jo, jag inser
att den just då FÅR en vinkelacceleration. )
(Jag föredrar att förenkla/renodla problemet så långt möjligt först. Blir ofta enklare att lösa då.
Ibland kan jag t.o.m. börja med att titta på ett enklare, men liknande, problem först.
Och sen ge sig på det lite klurigare, egentliga problemet. Det är en del av min problemlösningsmetodik;
Men var och en salig på sin tro. )
/u