[轉載]轉彎基本力學

[轉彎基本力學]
機車轉彎是一種圓周運動, 前輪胎與地面的摩擦力可以看成拉著機車轉的無形的繩子, 因此, 我們可以利用離心力與速度的關係來窺知其力學現象.
面對機車, 圖中黑點是重心, 十字原點是輪胎與地面接觸點.
V = 車速
M = 人加車的質量
R = 迴轉半徑, 也就是轉彎的路線囉
G = 重力加速度(定值)
A = 重心與地面的夾角, 也就是 90度 減 壓車的傾角 的值
f = 輪胎摩擦系數
r = 輪胎到重心的距離
力學標記
W = M x G 重力, 就是你和車加起來的重量.
C = M x V平方R 就是離心力
F = N x f 輪胎的摩擦力
N = 地面對機車的反作用力.
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力平衡公式
機車沒有滑倒的狀況下,各方向的總力要等於零.
N = W
F = C
所以, M x G x f = M x V平方R
= f = V平方(R x G) -------------- 結式A
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力矩平衡公式
機車沒有轉倒的狀況下,各方向的總力矩要等於零.
w X Cos(A) = C x Sin(A)
= Tan(A) = (R x G)V平方 --------- 結式B
[轉彎原理]
由以上兩個結式可得
1. 不考慮側風吹的情況下, 車子重量與人的重量和車子過彎穩不穩完全無關.
= 太肥不是摔車的藉口.
2. 轉彎半徑越小(就是越彎的路線), 或速度越高, 則輪胎的摩擦系數要越高才不會滑倒...
= 這是買好輪胎的好理由.
3. 速度快一點點, 輪胎摩擦力要好更多更多才行.也就是說, 時速140時, 輪胎抓地能力要兩倍才能達到和時速100的同樣穩定度
= 騎車要慢呀, 要不然你得練就羅西的動力滑胎技.
4. 當遇到人孔蓋, 油污, 或是標線而滑胎時, 產生的現象是F變小.C力大於F力的結果是車子會往彎道外側平移, 也就是所謂滑胎現象. 平移只會把車子平平的滑動, 並且稍微改變行進的方向(看是滑前輪或是後輪), 但不會讓車子轉倒. 因為車子的滑動而驚慌搖動重心, 或是騎姿不良有壓重量在前輪, 滑前輪導致重心下降, 或是驚慌收油門, 導致W大於C, 才是 low side 轉倒的主因.
= 好車手善用滑胎過彎, 人孔, 標線, 油污 不是轉倒的藉口.
5. 過同一個彎, 速度越快, 傾角要壓越深(A越小), 才不會轉不過去翻車.
= 以結式B計算列表
一般20R的彎
時速30kmh時, 重心與地面夾角70.5度就可以囉
時速40kmh時, 重心與地面夾角要57.8度
時速50kmh時, 重心與地面夾角要45.45度, 幾乎是斜一半了.
時速60kmh時, 重心與地面夾角要35.2度, 會有恐怖的感覺了.
時速70kmh時, 重心與地面夾角要27.4度, 若是同傾的話, 腳張開此時有機會磨膝了.
時速94kmh時, 重心與地面夾角要16度, 若是同傾的話,這時車子已經磨到轉倒球了.
30R的彎道過彎時速可以高到115kmh.稱為高速彎.
6. 機車的結構不能傾到零度, 就算是傾角最深的機車, 在16到25度左右, 車子的輪胎就已經吃不到地面了, 吃滿胎之後再斜就是磨擦力驟降, 也就是滑倒. 在轉彎速度加快的情況下, 例如20R彎道要到時速120的轉彎速度, 為了讓重心傾倒更多, 但是輪胎不要滿胎, 唯一的辦法就是把身體掛到彎道內, 這樣雖然重心傾角可能已經低到與地面十度, 但是車子可能只斜20度, 就不會吃滿胎或是吃不到胎面了. 這就是GP賽車的內掛原理.
7. 這也就是為什麼一般人入彎都要減速到40kmh或以下.這是講真正的轉彎速度. 一般人因為轉彎要專心, 所以只會記得入彎煞車的速度, 所以如果你注意到入彎前的速度是70kmh, 其實你真正在迴旋的那時候可能時速只有40kmh.
- 以減速到底仍有50kmh以上速度入彎, 若你還不傾斜車身到自己覺得開始有點怕的斜度, 那就會轉不過去囉.
8. 賽車是怎麼做到那麼高速過彎的
- 賽車手是以時速70~120之間過20R的彎道的, 傾角是內掛做出來的, 車子可能只與地面傾16~20度, 但是重心傾角可能十度附近了, 所以都會磨膝. 因為16度到35度角度差異不大, 所以賽車手的膝蓋要練就成精密的量角器, 才能準確探知在目前的速度下, 是斜得是否過火或不夠. 這就是技術.
9. 不磨膝也能高速過彎嗎
- 可以的. 以一般市售仿賽騎乘, 熟練的車手可以在膝蓋完全碰不到地的情況下創造單圈最高紀錄. 磨膝是為了測傾角, 但是不磨膝而測得傾角也是可以的.
10. 轉彎速度與整體速度的關係.
- 彎道的重點是能夠在入彎前以最短的時間煞到入彎速度, 而在最短的時間脫離轉彎狀態加速出彎. 並不是 轉彎的速度.
- 舉例來說, 一個彎道, 真正的轉彎的距離可能只有二十公尺到幾十公尺. 以彎道的轉彎長度四十公尺的大彎為例, 70過彎與90過彎只差0.46秒, 但是為什麼會騎的人過一個彎道就可以海放別人到看不見呢
= 原因就是, 人家入彎前減速比你快, 還有人家早早就大開油門出彎了, 而你已經可以拉正車身大開油門卻還在沉迷於傾倒的轉彎爽感. 這才是人家贏你五六秒的地方.
= 這也是在道路上騎乘, 不磨膝的常常比磨膝的騎得快的奧義. 因為道路不是賽車, 不差那0.46秒, 反而傾少一點, 靈活一點, 能夠更放心更快地大開油門出彎贏你五六秒.
[轉彎的原則]
1. 要高速過彎先要有個好輪胎, 否則還沒到轉彎傾角, 車就滑走囉.
2. 過彎有物理原理限制, 所以過彎要快重點不在彎道速度多快, 而是如何在入彎前把速度一下子減下來, 還有最重要的是, 如何盡快拉直車身加速出彎.
3. 減速不夠就得把車壓到很斜才行, 怕死不敢壓車反而真的會死.
4. 高速過彎時, 寧願壓車壓太斜滑出(low side), 也不要壓不夠而臨時煞車以致翻車或直接撞牆洗溝(high side). 因為low side是車先人走, 所以人只會擦傷, 但是high side是人在車前, 不是先撞到來車或是山壁, 就是被自己的車追撞砸死.
5. 轉彎過程若失神, 結果速度太慢, 而且路線靠外側, 請勿再壓車, 因為之前講過, 減速幫助轉彎, 傾角也幫助轉彎, 你已經太慢, 那用力傾下去就直接是摔車了. 正確的做法是
A. 維持速度但是小傾一下, 因為速度慢離心力小, 就會很快彎過去了
B. 或是像高速一樣傾角但是要先加油門加速.
但千萬別AB都做, 低速的情況下又傾很多, 那就太過了, 會摔很快低.
請依上面原理, 類推太高速但偏外, 高速偏內, 或是低速偏內等各狀況處理方式.
[轉彎的技巧]
轉彎的技巧有分
A. 彎道前的急煞車, 退檔與補油.
B. 入彎的逆操舵與重心轉移.
C. 加速出彎
[ 本文章最後由 wildspirit 於 2010-10-2 22:55 編輯 ]

由小老婆網管Jorsindoゼゼ.ゼゼ. .. [/url]

這文章太經典摟！
想拿去給普物老師放到上課講義去XD
這樣學弟們應該比不會雷了～
可是，
不是我不給你加分啊！
你懂得(攤手～

由小老婆網管Jorsindo：.| ..██ [/url]

好像上了物理課一樣
但對我來說好深澳啊XD
謝謝分享了

由小老婆網管Jorsindo：.| ..刂刂 [/url]

明明就是你還沒生大"斜"093.gif
其實
我能懂的也是有限阿....
套一句阿婆的話
騎卡慢a阿~騎甲緊賣甲小哦!

由小老婆網管Jorsindo：.| ..「「 [/url]

哈哈哈XD
這篇太有趣了!
超酷的阿
可以出書了

JSD-Google [/img] íí.íí. .. [/url]

公式小弟還是有點看不懂
但是很精闢的講解 看了兩遍就差不多有吸收到
但是腦袋有看懂 實際上路有可能不是一回事
但是受益良多 感謝樓主

JSD-Google [/img] ﹉﹉.﹉﹉. .. [/url]

同意啊~
以輪胎尋跡性來說
還有太多因素會影響
不過感謝提供這麼好的資訊084.gif
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話說這是轉載的吧@@
文中有提到圖耶
本文好像在輕檔車俱樂部
[ 本文章最後由 gog00373 於 2010-4-14 03:50 編輯 ]

由小老婆網管Jorsindo：.| ..↓↓ [/url]

轉載的話要記得註明..
尊重著作權!
不過看完受益良多到是真的!

由小老婆網管Jorsindo：.| ..ゆゆ [/url]

受益良多
不過那個公式太難了吧，物理學都還給教授很久了= =
有一句我蠻深刻的..."怕死不敢壓車反而真的會死"
車速過快時，壓下去說不定沒事~
但若因害怕不敢壓，拉煞車讓車身回正反而會外拋出事110.gif
轉彎的技巧喔...取線真的很重要

由小老婆網管Jorsindo：.| ..うう [/url]

其實 這是我在某個a片論壇看到的
= " = 這要我怎麼寫出處190.gif
話說  他也沒貼圖
可能也是轉了好幾手吧...

由小老婆網管Jorsindo︽︽.︽︽. .. [/url]