Точка обода колеса велосипеда совершает

Итак, есть подозрение на возникновение деформации колеса, и осталось точно определить, в каком конкретном месте она образовалась. Переворачиваем велосипед вверх колесами и четко фиксируем его.

Первый метод определения – визуальный, позволяющий найти место расположения крупных и средних дефектов. Колеса необходимо сильно раскрутить, так как на малых скоростях восьмерки, даже самые грубые, проявляются плохо. Заднее колесо можно вообще крутануть педалями.
Искривленные участки уходят от плоскости вращения в сторону. На максимальном отклонении колеса надо быстро схватить в этом месте. Сделать это на высоких скоростях непросто, да и рука может соскользнуть, поэтому лучше прибегнуть к следующему способу.

Второй метод – контактный, заключается в отметке поврежденной области. В качестве индикатора можно взять маркер, а лучше обычный мелок. Крутим колесо и медленно подводим мелок к ободу. Первым делом он чиркнет по краю выпуклости восьмерки. После того, как «вершина» определена, колесо необходимо раскрутить еще сильнее и продолжить приближать мелок. Так определяется вся область искривления. Как только мелок «пробежит» по всему ободу, испытания можно считать законченными. Очаг восьмерки четко выделится жирной линией на фоне бледной полосы по всей окружности.

Так фиксируется искривление обода

Причины и типы дефектов

Распространенными типами дефектов колеса велосипеда является восьмерка и яйцо. Возникновению деформаций способствует активная эксплуатация транспортного средства и интенсивная езда по неровным ухабистым дорогам.

Выявить и исправить такие виды деформации можно самостоятельно, не прибегая к помощи квалифицированного специалиста. Диагностировать наличие дефектов достаточно просто. Для этого необходимо перевернуть велосипед колесами кверху, установив его вертикально.

Далее нужно раскрутить проблемное колесо, вращая его вокруг оси. Как правило, восьмерка видна невооруженным глазом. Если речь идет о незначительной деформации при вращении колеса (если восьмерка не видна, при первом рассмотрении) будет слышен характерный щелкающий звук.

Спицы.

Спицы подбираются под:

вес велосипедиста;
стиль езды / условия использования;
высоту профиля обода и диаметр фланцев втулки (выбираем длину спиц для переднего и заднего колеса).

Также следует определиться с тем, спицы какой форме вы хотите иметь в своем колесе. По форме спицы бывают прямые круглого сечения, батованные круглого сечения, батованные овального сечения, плоские аэродинамические, плоские с батованными конечностями и тому подобное. Напомним только, что от знакопеременных нагрузок спицы ломаются в зонах накопления стресса, которые находятся у конечностей. Чаще всего спица ломается чуть выше головки. Батование позволяет перераспределить нагрузку на большую центральную зону, увеличивает эластичность спицы и продлевает ее жизнь.

Смещение зонтика.

Это – частый случай восьмерки, вызванный ошибкой механика, который пытался исправить восьмерку, но не имел точки отсчета – указателя средней линии. Поэтому обод отклонился от осевой, хотя втулка в дропаутах держится правильно. Бывают такие случаи, когда от внешнего фактора – от действия поперечной силы деформируется НЕ колесо, а нога вилки или перо рамы, вызывает отклонение колеса от вертикальной оси, но такие случаи встречаются крайне редко и возможны только на металлических рамах.

Если переднее колесо потеряло свою симметричность относительно вертикальной осевой, это свидетельствует о существенной разницы в натяжения между обеими сторонами. На переднем колесе зонтики должны быть симметричными. В этом случае следует ослабить спицы на одной стороне и подтянуть на другой. Каждую следующую спицу ослабляет и подтягиваем на 1/8 оборота к положительному результату.

Если заднее колесо на велосипеде, оборудованном Параллелограммный переключателем, приобрело симметричности и в звуковом тесте на противоположных сторонах спицы издают звуки похожей частоты, это можно исправить таким же образом, но теперь спицы на приводной стороне должны быть натянуты вдвое сильнее, чем на противоположной. Рекомендуем воспользоваться тензометром для определения разницы.

Устранение дефектов велосипедного колеса

Когда область искривления колеса найдена, пора приступать к его выпрямлению. Сделать это своими руками под силу каждому владельцу двухколесного транспорта, тем более что подобные проблемы могут возникать с завидной регулярностью. Существует два способа самостоятельного устранения восьмерки:

Силовое выпрямление, или «коленом», как говорят велосипедисты.
Метод подтяжки и ослабления спиц колеса.

Силовое выпрямление

Чтобы убрать изгиб таким способом, потребуется снять колесо с рамы. Покрышку с камерой в этом случае снимать не нужно. Поворачиваем выпуклостью к себе и хватаемся за обод и шину с обеих сторон. При средних деформациях оптимальный захват колеса – положение «10» и «2», то есть по 60 градусов в обе стороны от очага восьмерки. Приставляем колено к самой выпуклой области и с силой давим от себя.

Какое положение колеса позволит лучше всего выровнять обод? Если сил в ноге достаточно, то давить можно и на весу. Альтернативный вариант – поставить колесо вертикально дефектным участком вверх. Здесь понадобится помощь напарника. Он должен крепко прижимать колесо к полу. После выправления колесо надевается на раму и снова проверяется методом вращения.

Назвать этот метод эффективным нельзя по нескольким причинам:

Невозможно выгнуть мелкие изгибы.
Обод может перегнуться в другую сторону.
Неудобно.
Низкая точность.
Не каждый обод так просто может подвергаться простому силовому воздействию.

Относительно неплохо данный способ работает где-нибудь в дороге, когда восьмерка образовалась внезапно из-за наскока на крупное препятствие и ее необходимо срочно выправить, чтобы доехать до пункта назначения.

Регулировка колесных спиц

Переходим ко второму варианту устранения кривизны обода. Регулирование спиц заключается в их поочередном ослаблении и подтягивании. Для работы с ними нам понадобится специальный инструмент – спицевой ключ. Это незатейливое приспособление представляет собой кругляш с квадратными отверстиями сбоку под разные размеры спиц. Купить ключ без проблем можно в любом веломагазине.

Чтобы выровнять восьмерку на колесе велосипеда, понадобится терпение, особенно тем, кто делает это в первый раз. Шины необходимо полностью снять.

Сначала следует проверить натяжение всех спиц. Зачастую обод искривляется из-за их общего ослабления. Проверить это просто: когда спицы явно болтаются и «слушаются» пальцев как струны на гитаре, то необходима их подтяжка примерно на 1 оборот по всему колесу. Если такой проблемы не наблюдается, то ничего трогать не надо: так можно только усугубить восьмерку.

Отмечаем дефектную область и приступаем к «центральной» спице – той, которая расположена у выпуклости. Поворот спицы осуществляется в сторону, противоположную направлению выпуклости. Спицы по бокам от нее ослабляются. При восьмерке на три спицы схема выпрямления следующая:

Затяжка центральной на четверть оборота ключа.
Ослабление крайних спиц на восьмую часть оборота: сила ослабления вдвое меньше силы натяжения по центру.

Устранение маленькой восьмерки

При восьмерке на 7 спиц ремонт колеса делается так:

Натягивается центр на пол-оборота.
Ослабляются две спицы (вторая и третья) по бокам на ¼ оборота ключа.
На 1/8 затягиваются четвертая и пятая спицы.
Ослабляются шестая и седьмая (крайние) спицы на 1/8 оборота.

Выпрямление большой восьмерки

Чередование натяжения и растягивания проводится таким образом, чтобы крайние спицы на восьмерке были ослаблены. Для проверки результата колесо вешается на велосипед и тестируется на остаточную кривизну. Если восьмерка выгнулась в обратную сторону, следует убрать все натяжение и усилить момент затяжки на ослабляемых спицах и снова повторить процедуру, но уже с меньшими силами затягивания и ослабления.

Несмотря на то, что придется изрядно повозиться, можно добиться идеального результата – выпрямления колеса до ровного круга. И если в первый раз работа может затянуться слишком долго, то при последующем возникновении восьмерки ремонт пойдет куда быстрее. Теперь при появлении дефекта на колесе можно не откладывать байк в сторону, а быстро подрегулировать спицы самостоятельно и возобновить поездки.

Деформация колеса или почему стало колесо восьмеркой на велосипеде?

Деформация – это потеря производной формы колеса. Деформация бывает обратной и необратимой. Основными видами деформации являются так называемая восьмерка (поперечное отклонение сегмента обода), яйцо (овальность обода), смещение зонтики (когда колесо становится не по центру вилки), поперечная и продольная вмятина обода, и тому подобное. Восьмерка, яйцо и смещение зонтики относятся к обратной деформации, а последняя из них почти всегда является ошибкой механика. Все остальные – это примеры катастрофической поломки, которая требует замены одного из основных компонентов или всего колеса в целом. Они бывают вызваны ударами, сила которых превышает порог упругой деформации материалов, из которого сделано колесо, лопанием спицы и ниппеля, расстыковки шва, концентрическим, продольным или поперечным лопаньем обода, лопаньем фланца втулки, вызванных статическими и / или динамическими нагрузками, и тому подобное.

Иногда деформация колеса вызвана необратимым растяжением спицы (плохое качество). Также из-за длительной действие большого статической нагрузки спица может вырвать окружающую зону вокруг отверстия визуально похоже на кальдеру активного стратовулкана. Этот вид деформации вызванный несоблюдением механиком рекомендаций по натяжения спиц и / или перегрузкой велосипеда туристическим снаряжением (ошибка пользователя).

В рамках этой статьи катастрофические (необратимые) деформации колеса и его компонентов мы рассматривать не будем и сфокусируемся на том, что можно исправить без замены комплектующих.

Устранение яйца

Для начала отыщите сам дефект. Для этих целей вооружитесь мелком, раскрутите колесо. Затем поднесите мелок к наружной части обода колеса. Едва тот начнет касаться обода – моментально вырисовывается дефект в форме яйца.

Чтобы исправить данный дефект спицы необходимо подтягивать со всех сторон. Нарушенная технология может спровоцировать появление восьмерки. А вот спицы, находящиеся ближе к центральной части яйца, надо подтягивать более усердно. Иными словами, если центровая спица была подтянута только в пол оборота, то соседствующую с ней спицу треубуется натянуть лишь на четверть.

Не унывайте, если восьмерка не исчезнет после первой попытки. Ведь здесь потребуется усидчивость. При этом большое значение имеет и опыт. Если райдер часто исправлял восьмерки, то каждый последующий дефект он будет справлять гораздо быстрее.

Точка обода колеса велосипеда совершает

Ни для кого не является секретом, что колеса на велосипеде играют чуть ли не главную роль. Именно колеса принимают на себя значительную нагрузку при эксплуатации велосипеда. Колеса обязаны держать не только вес велосипедиста, но и справляться с последствиями ударов на неровной поверхности. Кроме всего прочего, они должны иметь достаточный запас прочности, имея небольшой вес.

Уход за колесом велосипеда

Колесная пара, как и все элементы велосипеда, нуждается в тщательном уходе, то есть ремонте и профилактике. Чтобы избегать внезапных поломок или ухудшения скоростных характеристик велосипеда, стоит проводить следующий комплекс работ:

— своевременная смазка подшипников как передней, так и задней втулок;

— проверка степени натяжения спиц;

— проверка уровня давления в шинах;

— проверка геометрической формы обода (на наличие «восьмерки»).

Если все данные процедуры будут проводиться Вами хотя бы раз в две недели при частой эксплуатации велосипеда, качественная работа колесной пары гарантирована.

Основные элементы колеса

Основные элементы колеса – камера, обод, покрышка, втулка, спицы. Главная рабочая характеристика велосипедного колеса – диаметр обода. Чем больше диаметр обода, тем большую скорость способен развивать велосипед и тем лучше его проходимость по местности. С другой стороны, чем меньше диаметр обода, тем компактнее конструкция велосипеда. В настоящее время можно встретить велосипеды с различным диаметром обода на все случаи жизни.

На данный момент во всем мире принята стандартная система измерения диаметра колеса ETRTO. То есть, это величина посадочного диаметра в месте соприкосновения покрышки с ободом. За единицу измерения принято принимать миллиметры или дюймы. Однако чаше используют дюймы. Колеса наименьшего диаметра равны 20 дюймам, наибольшего – 28 дюймам. Это, как правило, шоссейные скоростные велосипеды. Шоссейные велосипеды, имея наибольший диаметр колеса, намного быстрее разгоняются и способны удерживать большую скорость. Зато на велосипеде с малым диаметром колеса можно совершать акробатические трюки и необычные маневры.

Чтобы ближе познакомиться с конструкцией колеса, рассмотрим немного подробнее его составляющие:

— Шина является неизменным элементом велосипедного колеса. Она частично предохраняет обод от повреждения и способна гасить ударную нагрузку. Также протектор на поверхности покрышек шин способен обеспечить достаточно хорошее сцепление колеса с дорогой в каждой точке соприкосновения. Обычно шина состоит из покрышки и камеры. Однако можно встретить шины бескамерные, которые состоят только из покрышки. Важно знать, что не только посадочный диаметр является важным показателем для шин. Также важна ширина. В настоящее время наименьшая встречающаяся ширина у шоссейного велосипеда – не более двух сантиметров, а наименьшая встречающаяся ширина – больше шести сантиметров. На велосипедах с наименьшей шириной шины лучшая способность развивать максимальную скорость, зато у велосипедов с большим диаметром шин проявляется лучшая маневренность и устойчивость.

Также встречаются «велотрубки» — это шины, которые объединяют в себе элементы и покрышки, и камеры. «Велотрубки» можно встретить на спортивных велосипедах.

Обод является наружной частью колеса. С внешней стороны его защищает шина, а своей внутренней частью соединяется с втулкой велосипедными спицами. Чтобы изготовить обод применяют особые виды стали, сплавы алюминия, а также композитные материалы. Самое главное требование, предъявляемое к ободу – максимально возможная прочность и минимально возможный вес. Кстати, обод также является неотъемлемой частью такого важного элемента как тормозная система.

Чтобы обод получил дополнительную прочность, его поверхность насыщают другими веществами гальваническим способом — анодированием. В таком случае, если обод алюминиевый, то после анодирования его цвет станет черным. При анодировании стоимость обода увеличивается на 10-20 процентов.

Что касается конструкции обода, то на большинстве велосипедов стоят коробчатые обода. Такие обода имеют высокие стенки и углубление, в котором размещается шина. В случае, если шина хорошо накачана, она упирается в стенки обода и хорошо держится в нем. В шоссейных велосипедах используются другой тип обода. Там шина наклеивается прямо на обод через спец. материал.

Обода еще подразделяют на одностенные и двустенные.

Одностенный обод является самой простой версией и его ставят на дешевые велосипеды.

Двустенные обод имеет меньший вес и большую прочность. Внешне они отличаются тем, что у них есть специальная горизонтальная перемычка. Она влияет на прочность и жесткость обода. Двустенные обода встречаются на более дорогих велосипедах. Но оно того стоит. С такими ободами не страшно совершать высокие прыжки, или ехать по гористой местности.

В настоящее время появился еще один тип обода – трехстенный. Он имеет уже две специальные горизонтальные перемычки. Такой обод имеет большую прочность, практически застрахован от «восьмерок».

Спицы применяются для соединения обода с втулкой. Чаще всего спицы изготавливают из стали, титана или алюминиевых сплавов. В настоящее время выделяют несколько видов спиц, которые имеют отличие в геометрии поперечного сечения. Раньше на колесах большинства велосипедов было 36 спиц. Сейчас же количество спиц сократилось до 32, так как сами спицы стали изготавливать из более прочного материала. Иногда спицы вообще отсутствуют в конструкциях колеса- дисковые колеса, или их количество сведено к минимуму.

Втулка состоит из оси и пары подшипников. Втулка соединена с ободом при помощи спиц. С помощью оси все колесо прикрепляется к раме. Что касается передней втулки, то она не имеет дополнительных узлов. А вот конструкция задней втулки может быть усложнена добавлением тормозного барабана или частью системы переключения передач. Кроме того, задняя втулка обязательно имеет узел крепления зубчатой передачи, ведомой звездочки.

Ну вот, мы разобрали строение колеса и познакомились с его составными частями. Зная, с чем мы имеем дело, нам теперь легче предотвращать ненужные неприятности.

Равномерное движение тела по окружности

1. Движением тела по окружности называют движение, траекторией которого является окружность. По окружности движутся, например, конец стрелки часов, точки лопасти вращающейся турбины, вращающегося вала двигателя и др.

При движении по окружности направление скорости непрерывно изменяется. При этом модуль скорости тела может изменяться, а может оставаться неизменным. Движение, при котором изменяется только направление скорости, а её модуль сохраняется постоянным, называется равномерным движением тела по окружности. Под телом в данном случае имеют в виду материальную точку.

2. Движение тела по окружности характеризуется определёнными величинами. К ним относятся, прежде всего, период и частота обращения. Период обращения тела по окружности ( T ) — время, в течение которого тело совершает один полный оборот. Единица периода — ( [,T,] ) = 1 с.

Частота обращения ( (n) ) — число полных оборотов тела за одну секунду: ( n=N/t ) . Единица частоты обращения — ( [,n,] ) = 1 с -1 = 1 Гц (герц). Один герц — это такая частота, при которой тело совершает один оборот за одну секунду.

Связь между частотой и периодом обращения выражается формулой: ( n=1/T ) .

Пусть некоторое тело, движущееся по окружности, за время ( t ) переместилось из точки А в точку В. Радиус, соединяющий центр окружности с точкой А, называют радиусом-вектором. При перемещении тела из точки А в точку В радиус-вектор повернётся на угол ( varphi ) .

Быстроту обращения тела характеризуют угловая и линейная скорости.

Угловая скорость ( omega ) — физическая величина, равная отношению угла поворота ( varphi ) радиуса-вектора к промежутку времени, за которое этот поворот произошел: ( omega=varphi/t ) . Единица угловой скорости — радиан в секунду, т.е. ( [,omega,] ) = 1 рад/с. За время, равное периоду обращения, угол поворота радиуса-вектора равен ( 2pi ) . Поэтому ( omega=2pi/T ) .

Линейная скорость тела ( v ) — скорость, с которой тело движется вдоль траектории. Линейная скорость при равномерном движении по окружности постоянна по модулю, меняется по направлению и направлена по касательной к траектории.

Линейная скорость равна отношению пути, пройденному телом вдоль траектории, ко времени, за которое этот путь пройден: ( vec =l/t ) . За один оборот точка проходит путь, равный длине окружности. Поэтому ( vec =2pi!R/T ) . Связь между линейной и угловой скоростью выражается формулой: ( v=omega R ) .

Из этого равенства следует, что чем дальше от центра окружности расположена точка вращающегося тела, тем больше её линейная скорость.

4. Ускорение тела равно отношению изменения его скорости ко времени, за которое оно произошло. При движении тела по окружности изменяется направление скорости, следовательно, разность скоростей не равна нулю, т.е. тело движется с ускорением. Оно определяется по формуле: ( vec=frac > ) и направлено так же, как вектор изменения скорости. Это ускорение называется центростремительным ускорением.

Центростремительное ускорение при равномерном движении тела по окружности — физическая величина, равная отношению квадрата линейной скорости к радиусу окружности: ( a=frac ) . Так как ( v=omega R ) , то ( a=omega^2R ) .

При движении тела по окружности его центростремительное ускорение постоянно по модулю и направлено к центру окружности.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. При равномерном движении тела по окружности

1) изменяется только модуль его скорости
2) изменяется только направление его скорости
3) изменяются и модуль, и направление его скорости
4) не изменяется ни модуль, ни направление его скорости

2. Линейная скорость точки 1, находящейся на расстоянии ( R_1 ) от центра вращающегося колеса, равна ( v_1 ) . Чему равна скорость ( v_2 ) точки 2, находящейся от центра на расстоянии ( R_2=4R_1 ) ?

1) ( v_2=v_1 )
2) ( v_2=2v_1 )
3) ( v_2=0,25v_1 )
4) ( v_2=4v_1 )

3. Период обращения точки по окружности можно вычислить по формуле:

1) ( T=2pi!Rv )
2) ( T=2pi!R/v )
3) ( T=2pi v )
4) ( T=2pi/v )

4. Угловая скорость вращения колеса автомобиля вычисляется по формуле:

1) ( omega=a^2R )
2) ( omega=vR^2 )
3) ( omega=vR )
4) ( omega=v/R )

5. Угловая скорость вращения колеса велосипеда увеличилась в 2 раза. Как изменилась линейная скорость точек обода колеса?

1) увеличилась в 2 раза
2) уменьшилась в 2 раза
3) увеличилась в 4 раза
4) не изменилась

6. Линейная скорость точек лопасти винта вертолёта уменьшилась в 4 раза. Как изменилось их центростремительное ускорение?

1) не изменилось
2) уменьшилось в 16 раз
3) уменьшилось в 4 раза
4) уменьшилось в 2 раза

7. Радиус движения тела по окружности увеличили в 3 раза, не меняя его линейную скорость. Как изменилось центростремительное ускорение тела?

1) увеличилось в 9 раз
2) уменьшилось в 9 раз
3) уменьшилось в 3 раза
4) увеличилось в 3 раза

8. Чему равен период обращения коленчатого вала двигателя, если за 3 мин он совершил 600 000 оборотов?

1) 200 000 с
2) 3300 с
3) 3·10 -4 с
4) 5·10 -6 с

9. Чему равна частота вращения точки обода колеса, если период обращения составляет 0,05 с?

1) 0,05 Гц
2) 2 Гц
3) 20 Гц
4) 200 Гц

10. Линейная скорость точки обода велосипедного колеса радиусом 35 см равна 5 м/с. Чему равен период обращения колеса?

1) 14 с
2) 7 с
3) 0,07 с
4) 0,44 с

11. Установите соответствие между физическими величинами в левом столбце и формулами для их вычисления в правом столбце. В таблице под номером физической
величины левого столбца запишите соответствующий номер выбранной вами формулы из правого столбца.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) линейная скорость
Б) угловая скорость
В) частота обращения

ФОРМУЛА
1) ( 1/T )
2) ( v^2/R )
3) ( v/R )
4) ( omega R )
5) ( 1/n )

12. Период обращения колеса увеличился. Как изменились угловая и линейная скорости точки обода колеса и её центростремительное ускорение. Установите соответствие между физическими величинами в левом столбце и характером их изменения в правом столбце.
В таблице под номером физической величины левого столбца запишите соответствующий номер выбранного вами элемента правого столбца.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
A) угловая скорость
Б) линейная скорость
B) центростремительное ускорение

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась

Часть 2

13. Какой путь пройдёт точка обода колеса за 10 с, если частота обращения колеса составляет 8 Гц, а радиус колеса 5 м?

Основные понятия кинематики. Относительность движения (практика)

Урок 2. Подготовка к ЕГЭ по физике. Часть 1. Механика.

Конспект урока «Основные понятия кинематики. Относительность движения (практика)»

В данной теме будет рассмотрено решение некоторых типовых задач по кинематике.

Задача 1. Велосипедист движется по прямолинейному гладкому участку дороги. Каковы траектории движения относительно велосипедиста и относительно стоящего на обочине человека рамы велосипеда; точки на ободе колеса; точки на конце педали?

Начнем с определения вида траектории рамы велосипеда. Здесь все очень просто: так как относительно велосипедиста рама неподвижна, то траекторией ее движения будет являться точка.

Относительно же человека, стоящего на обочине дороги, рама будет двигаться прямолинейно, «вычерчивая» в воздухе прямую линию.

Теперь исследуем движение точки, располагающейся на ободе колеса, относительно велосипедиста. Представьте, что вы сели на велосипед, приметили положение ниппеля на переднем колесе и не спеша надавили на педаль, не выпуская ниппель из поля зрения. Какую траекторию описывает ниппель.

Точка, располагающаяся на ободе колеса, относительно велосипедиста, описывает окружность. Аналогично будет себя вести и точка, находящаяся на конце педали

Теперь разберемся с траекторией движения точки на ободе колеса, относительно человека, стоящего на обочине. Вновь обратимся к мысленному эксперименту. Мы стоим на обочине, а мимо нас проезжает велосипедист. Зафиксировали взгляд на какой-либо точке колеса (пусть это будет, например, светоотражатель на конце спицы) и проследим за ее траекторией.

Получаются кривые, которые принадлежат семейству циклоид. Значит траекторией движения точки на ободе колеса относительно неподвижного человека на обочине является циклоида.

Траекторией движения точки на конце педали относительно неподвижного человека на обочине будет являться удлиненная циклоида.

Задача 2. Можно ли принять Землю за материальную точку при расчете: а) расстояния от Земли до Солнца; б) пути, пройденного Землей по орбите вокруг Солнца за месяц; в) длины экватора и г) скорости движения Земли по орбите вокруг Солнца?

Тело можно принять за материальную точку, если:

1) тело движется поступательно;

2) размеры тела много меньше расстояния, которое оно проходит;

3) размеры тела много меньше расстояния до тела отсчета.

Рассмотрим вариант а более подробно. Для это проверим выполнение выше названных условий. Согласно первому условию, тело должно двигаться поступательно. Для этого случая оно не выполняется, так как о движении Земли в условии задачи ничего не говорится. Второе условие материальной точки также не выполняется, так как не известно расстояние, пройденное Землей. По третьему условию размеры тела должны быть намного меньше расстояния до тела отсчета. В данном случае, тело отсчета — это Солнце. Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,6 миллионов км, а средний радиус нашей планеты всего 6371 км, что, конечно же, намного меньше среднего расстояния до Солнца.

Следовательно, в первом примере Землю можно принять за материальную точку, так как выполняется третье условие.

Во втором примере Землю можно принять за МТ, т. к. ее размеры много меньше расстояния, которое она проходит по орбите за месяц.

В примере «в» Землю нельзя считать МТ, т. к. при расчете длины экватора Земли нельзя пренебречь ее размерами.

В последнем примере Землю можно считать МТ, т. к. размеры Земли (радиус 6371 км) во много раз меньше расстояния до Солнца (149,6 млн. км).

Задача 3. На рисунке указаны положения точек А, О, В, С и направление оси Х. Перерисуйте рисунок и определите координаты точек, если: а) за начало отсчета принята точка О; б) за начало отсчета принята точка В.

Задача 4. Мяч вертикально упал с высоты 3 м, отскочил от пола и был пойман на высоте 1 м. Сделайте чертеж. Найдите путь и модуль перемещения мяча.

«Упражнение, друзья, даёт больше,

Виртуальная лаборатория ВиртуЛаб

Виртуальные работы можно демонстрировать в классе во время лекции как дополнение к лекционным материалам.

Равномерное движение тела по окружности

1. Достаточно часто можно наблюдать такое движение тела, при котором его траекторией является окружность. По окружности движется, например, точка обода колеса при его вращении, точки вращающихся деталей станков, конец стрелки часов, ребенок, сидящий на какой‑либо фигуре вращающихся каруселей.

При движении по окружности может изменяться не только направление скорости тела, но и ее модуль. Возможно движение, при котором изменяется только направление скорости, а ее модуль остается постоянным. Такое движение называют равномерным движением тела по окружности. Введем характеристики этого движения.

2. Движение тела по окружности повторяется через определенные промежутки времени, равные периоду обращения.

Периодом обращения называют время, в течение которого тело совершает один полный оборот.

Период обращения обозначают буквой T. За единицу периода обращения в СИ принята секунда (1 с).

Если за время t тело совершило N полных оборотов, то период обращения равен:

Частотой обращения называют число полных оборотов тела за одну секунду.

Частоту обращения обозначают буквой n.

За единицу частоты обращения в СИ принята секунда в минус первой степени (1 с– 1 ).

Частота и период обращения связаны следующим образом:

3. Рассмотрим величину, характеризующую положение тела на окружности. Пусть в начальный момент времени тело находилось в точке A, а за время t оно переместилось в точку B (рис. 38).

Проведем радиус‑вектор из центра окружности в точку A и радиус‑вектор из центра окружности в точку B. При движении тела по окружности радиус‑вектор повернется за время t на угол j. Зная угол поворота радиуса‑вектора, можно определить положение тела на окружности.

Единица угла поворота радиуса‑вектора в СИ — радиан (1 рад).

При одном и том же угле поворота радиуса‑вектора точки A и B, находящиеся на разных расстояниях от его центра равномерно вращающегося диска (рис. 39), пройдут разные пути.

4. При движении тела по окружности мгновенную скорость называют линейной скоростью.

Линейная скорость тела, равномерно движущегося по окружности, оставаясь постоянной по модулю, меняется по направлению и в любой точке направлена по касательной к траектории.

Модуль линейной скорости можно определить по формуле:

Пусть тело, двигаясь по окружности радиусом R, совершило один полный оборот, Тогда пройденный им путь равен длине окружности: l = 2pR, а время равно периоду обращения T. Следовательно, линейная скорость тела:

Поскольку T = , то можно записать

Быстроту обращения тела характеризуют угловой скоростью.

Угловой скоростью называют физическую величину, равную отношению угла поворота радиуса-вектора к промежутку времени, за которое этот поворот произошел.

Угловая скорость обозначается буквой w.

w = .

За единицу угловой скорости в СИ принимают радиан в секунду (1 рад/с):

За время, равное периоду обращения T, тело совершает полный оборот и угол поворота радиуса-вектора j = 2p. Поэтому угловая скорость тела:

Линейная и угловая скорости связаны друг с другом. Запишем отношение линейной скорости к угловой:

При одинаковой угловой скорости точек A и B, расположенных на равномерно вращающемся диске (см. рис. 39), линейная скорость точки A больше линейной скорости точки B: v_A > v_B.

5. При равномерном движении тела по окружности модуль его линейной скорости остается постоянным, а направление скорости меняется. Поскольку скорость — величина векторная, то изменение направления скорости означает, что тело движется по окружности с ускорением.

Выясним, как направлено и чему равно это ускорение.

Напомним, что ускорение тела определяется по формуле:

где Dv — вектор изменения скорости тела.

Направление вектора ускорения a совпадает с направлением вектора Dv.

Пусть тело, движущееся по окружности радиусом R, за ма-лый промежуток времени t переместилось из точки A в точку B (рис. 40). Чтобы найти изменение скорости тела Dv, в точку Aперенесем параллельно самому себе вектор v и вычтем из него v , что равноценно сложению вектора v с вектором –v . Вектор, направленный от v к v, и есть вектор Dv.

Рассмотрим треугольники AOB и ACD. Оба они равнобедренные (AO = OB и AC = AD, поскольку v = v) и имеют равные углы: _AOB = _CAD (как углы со взаимно перпендикулярными сторонами: AO B v , OB B v). Следовательно, эти треугольники подобны и можно записать отношение соответствующих сторон: = .

Поскольку точки A и B расположены близко друг к другу, то хорда AB мала и ее можно заменить дугой . Длина дуги — путь, пройденный телом за время t с постоянной скоростью v: AB = vt.

Откуда ускорение тела

Из рисунка 40 видно, что чем меньше хорда AB, тем точнее направление вектора Dv совпадает с радиусом окружности. Следовательно, вектор изменения скорости Dv и вектор ускорения aнаправлены по радиусу к центру окружности. Поэтому ускорение при равномерном движении тела по окружности называют центростремительным.

при равномерном движении тела по окружности его ускорение постоянно по модулю и в любой точке направлено по радиусу окружности к ее центру.

Учитывая, что v = wR, можно записать другую формулу центростремительного ускорения:

6. Пример решения задачи

Частота обращения карусели 0,05 с– 1 . Человек, вращающийся на карусели, находится на расстоянии 4 м от оси вращения. Определите центростремительное ускорение человека, период обращения и угловую скорость карусели.

Центростремительное ускорение равно:

Период обращения: T = .

Угловая скорость карусели: w = 2pn.

a = 4•(3,14) 2• (0,05с– 1 ) 2 •4 м 0,4 м/с 2 ;

w = 2•3,14•0,05 с– 1 0,3 рад/с.

Ответ: a 0,4 м/с 2 ; T = 20 с; w 0,3 рад/с.

Вопросы для самопроверки

1. Какое движение называют равномерным движением по окружности?

2. Что называют периодом обращения?

3. Что называют частотой обращения? Как связаны между собой период и частота обращения?

4. Что называют линейной скоростью? Как она направлена?

5. Что называют угловой скоростью? Что является единицей угловой скорости?

6. Как связаны угловая и линейная скорости движения тела?

7. Как направлено центростремительное ускорение? По какой формуле оно рассчитывается?

1. Чему равна линейная скорость точки обода колеса, если радиус колеса 30 см и один оборот она совершает за 2 с? Чему равна угловая скорость колеса?

2. Скорость автомобиля 72 км/ч. Каковы угловая скорость, частота и период обращения колеса автомобиля, если диаметр колеса 70 см? Сколько оборотов совершит колесо за 10 мин?

3. Чему равен путь, пройденный концом минутной стрелки будильника за 10 мин, если ее длина 2,4 см?

4. Каково центростремительное ускорение точки обода колеса автомобиля, если диаметр колеса 70 см? Скорость автомобиля 54 км/ч.

5. Точка обода колеса велосипеда совершает один оборот за 2 с. Радиус колеса 35 см. Чему равно центростремительное ускорение точки обода колеса?

Ты перекачал: 5 самых частых причин прокола колеса

Прокол колеса — досадная неприятность, избежать которой, кажется, невозможно. Но это только так кажется.

А вы не забыли подписаться на наш канал Telegram?

На самом деле значительная часть проколов прямо или косвенно происходит по нашей вине. Нет, мы не имеем в виду целенаправленное катание по битым бутылкам. Речь идет о вот о чем…

1. Чрезмерный износ покрышки

Пожалуй, это самая распространенная причина, по которой велосипедисты начинают «ловить» проколы чуть ли не каждый выезд. Во-первых, поверхность изношенной покрышки становится вязкой и «собирает» на себя мелкие стекла и камешки, которые со временем добираются до камеры и прокалывают ее. Во-вторых, в старой покрышке появляются отверстия такого размера, что при накачивании колеса через них буквально проступает камера. То есть, фактически, камера напрямую соприкасается с асфальтом, что гарантированно приведет к проколу уже через пару-тройку километров.

2. Инородное тело в покрышке

Иногда бывает так, что вроде и камеру заклеили, и лента-флиппер в порядке, а колесо все равно спускает. В чем же дело? А дело может быть в том, что в покрышке застряло маленькое стеклышко или камушек, которые не так-то просто отыскать и которые снова и снова дырявят камеру. Именно поэтому после обнаружения места прокола в камере, сопоставьте ее с шиной и найдите то самое, застрявшее в шине, стеклышко.

Также, перед бортировкой колеса необходимо удостовериться, что внутрь покрышки не попали камешки и другой мусор. Бортировку / разбортировку проводите только бортировочными лопатками. Никаких ключей, отверток т.п.

Перед бортировкой проверяйте покрышку на наличие инородных тел

3. Недокачанное колесо

Если вы выехали кататься с недокачанным колесом, и на скорости влетели в яму с острыми краями, то с большой долей вероятности вы получите двойной прокол, который еще называют «укус змеи». Что это такое: во время удара, из-за отсутствия должной амортизации, край ямы ударит прямо по ободу, одновременно пробивая в двух местах и камеру (слева и справа). Вот и получится «укус змеи».

4. Перекачанное колесо

Мало кто из начинающих велосипедистов знает, что внутренняя поверхность обода должна быть проклеена специальной лентой-флиппером, которая защищает камеру от протирания об острые края отверстий в ободе, либо о концы спиц. Так вот, если вы систематически перекачиваете колеса, то в один прекрасный момент шина может прорвать флиппер (если у вас двойной обод) и лопнуть.

Подводя итог, советуем послушать героиню следующего ролика: она рассказывает, как правильно накачать колесо велосипеда.

5. Антипрокольная лента

Как это ни странно, приспособление, призванное защитить колесо от проколов, само может стать их причиной. Дело в том, что многие антипрокольные ленты имеют достаточно жесткие и острые края и при неправильной их установке они режут камеру. Кроме того, само по себе наличие антипрокольной ленты способствует повышенному износу камеры.

Подводя итоги

Если своевременно менять изношенные покрышки и накачивать колеса в соответствии с указанными на покрышках диапазонами давления (min/max), то количество проколов во время заездов резко сократится. А если вы сможете позволить себе установку качественных шин с антипрокольным слоем, то проколы станут для вас большой редкостью.

Хорошие шины с антипрокольным слоем помогут надолго забыть про спущенные колеса

У нас есть YouTube-канал — подписывайтесь!

Желаете получать наши статьи в социальных сетях? Подписывайтесь на наши каналы в Twitter, Telegram и Facebook!

Колесо восьмеркой — причины появления на велосипеде

Образовалась на колесе восьмерка — разберемся по порядку.

Сбор колес — это и наука, и искусство. Механики учатся этому всю жизнь. В рамках одной статьи описать принцип работы колеса очень сложно, но для общего понимания мы попробуем разобраться и ответить на три вопроса.

Почему стоит подтягивать спицы и проверять натяжение?
Почему стоит обращаться к профессионалам?
Почему стоит покупать качественные спицы?

Забегая вперед, советуем всем, кто интересуется, прочитать книгу Джобста Брандта «Велосипедное колесо» ( «The Bicycle Wheel»). Это настоящая библия для веломеханики. Она написана простым и понятным языком и содержит рекомендации по сбору колес от инженера с опытом работы в компаниях Avocet, Stanford Linear Accelerator Center, Hewlett-Packard и Porsche.

Ну а мы начнем. Чтобы ответить на первый вопрос, следует сначала разобраться в том, какие силы действуют на колесо в статике и движении и во время движения происходит со спицами и ободом.

На колесо действуют статические и динамические нагрузки. Статические нагрузки, такие как натяжения спиц или давление воздуха в камере, не меняются или меняются плавно в течение длительного отрезка времени. Динамические нагрузки меняются постоянно. Их три: растяжения, сжатия и скручивания.

Статические нагрузки.

Натяжения спиц поддерживает колесо в стабильном состоянии. Стабильность колеса напрямую зависит от равномерного натяжения каждой отдельной спицы и физической целостности обода и фланцев втулки.

Функцию спицы в собранном колесе можно сравнить с функцией арматуры внутри железобетонной конструкции. Бетон может выдерживать чудовищные нагрузки на сжатие, но на удивление легко деформируется при попытке растянуть конструкцию. Если конструкция провисает между двумя точками, как пролет моста на опорах, она сломается под собственным весом. Чтобы избежать этого, в строительстве прибегают к преднатяжения конструкций. Внутри железобетона находится стальная арматура, которая принимает на себя нагрузку и не позволяет бетона разорваться. Спица в колесе играет именно такую роль: она работает, когда какая-то сила тянет ее на себя.

Грамотно собранные колесо на 36 спиц может выдержать нагрузки и до 400 килограммов. Когда велосипед не движется, колесо находится в равновесии. Как только на велосипед садится велосипедист, через его вес (а вес, как мы помним из школы, это — сила, вектор которой направлен к центру масс) происходит перераспределение нагрузок на спицы, обод и фланцы втулки.

Другим статической нагрузкой является давление воздуха в колесе. Чем больше это давление, тем сильнее его влияние на систему. Для фетбайка, колеса которого накачанные до 10 PSI (0.5 атм), можно пренебречь этим параметром. А вот владелец шоссейного или трекового велосипеда, колеса которого накачивают иногда до 160 PSI (11 атм) и выше, обязательно должен принять во внимание силу, которая сжимает обод.

Волокна в шоссейной однотрубце проложены «елочкой» под углом 90 ° по отношению друг к другу и под углом 45 ° в поперечной плоскости. При накачке волокна подтягиваются назад, раскрывая угол на дополнительные 3-5 °. Покрышка уплотняется, раздается в ширину и уменьшается в диаметре. Волокна накачанной до 124 PSI (8.5 атм) трубки давление на обод силой 300 Н — этого достаточно, чтобы перетянутое колесо потеряло форму. При протяжке колесо может трещать — это нормально. И это делает невозможным определение на слух того, что указанный производителем обода лимит натяжения преувеличено.

Неопытные механики иногда настолько неравномерно натягивают спицы, после накачки колеса его ведет «восьмеркой». Если разница небольшая, спуск давления возвращает колесу первоначальную форму, но иногда колесо восьмеркой удается исправить только после протяжки спиц с нуля. Именно поэтому следует обращаться к опытному механика или проверять данные о максимальном натяжения спиц у производителя ободов. Для каждой модели эти данные строго индивидуальны. Как на велосипеде исправить восьмерку можно почитать пеерйдя по ссылке в предложении.

Клинчерная покрышка не давит вниз, как однотрубная. Зато, давление ее стенок на борта обода направлен поперечно в обе стороны. Клинчерные обод должен выдерживать нагрузки от стенок покрышки, давят на его борта изнутри, поэтому борта сделаны толстыми с учетом естественного износа от трения колодок о тормозные дорожки. Проверяйте максимально допустимое давление для клинчерные обода.

Несколько лет назад шоссейные спортсмены перешли на широкие покрышки (до 28с и в отдельных случаях больше). Это сделало физически возможным использование на шоссейников узких (21-25 мм) 622 мм ободов для МТБ. Не делайте этого. Использование шоссейных покрышек на облегченных МТБ-ободах недопустимо. Большинство тонкостенных ободов для найнера рассчитана на использование с без камерными покрышками. Верхний лимит давления на таких ободах достигает 4,5 бар или 65 PSI, что является нижней планкой давления для шоссе. Если велосипедист высокого роста и весит более 80 килограммов, нормальным рабочим давлением для него будет отметка 7,5-8 бар. Такое давление может необратимо деформировать обод.

Динамические нагрузки.

В движении на колесо действуют поперечные, торсионные и радиальные нагрузки, которые приводят к деформации обода и спиц. Вес велосипедиста является динамической нагрузкой, напрямую влияет на структуру колеса. Даже если велосипедист ездит только по идеально гладкому асфальту, его вес сам по себе может быть достаточной причиной для постепенного усталости составляющих колеса. К этому мы еще вернемся.

Когда велосипед движется, радиальная нагрузка направляется вертикально. Оно смещает обод относительно втулки: вверх-вниз, вверх-вниз. Как мы уже говорили выше, когда велосипед стоит на месте, спицы его колес находятся в состоянии равновесия — все спицы натянуты равномерно. Вы можете проверить натяжение по звуку, который спицы выдают от щипка: они будут выдавать звуки похожей частоты, словно музыкальный инструмент. При наличии тензометра такая проверка будет более показательной.

Теперь сядьте на велосипед и попросите друга последовательно щипнуть спицы, которые находятся выше и ниже втулки. Частота этих звуков будет различна. Что произошло? Своим весом вы загрузили колесо и вызвали перераспределение натяжения, выведя спицы из состояния равновесия. Теперь две спицы, которые находятся вертикально над втулкой, загружены максимально. Загрузка двух нижних спиц достигает своего минимума. обод при этом потерял идеально круглую форму и принял форму овала, хотя в макроскопическом масштабе без специального теста заметить такую деформацию невозможно. Поскольку велосипед колесами опирается на поверхность, обод в зоне контакта с ней стает плоским, приводя к асимметричности деформации: эксцентриситет верхнего полуовалы колеса отличается от эксцентриситета нижнего.

Второй силой, которая действует на колесо в движении является торсионное нагрузки, которое возникает на обоих колесах при торможении и на заднем колесе при педалировании. Возьмем для примера велосипед, оборудованный ободными тормозами. Калипер сжимает обод усилием до 500 Н. Это приводит перераспределение напряжения между спицами, которое и формирует обод. Происходит это следующим образом: если разбить колесо на сегменты вроде часового циферблата, то спицы, проходящие сегменты от часу до трех, ослабляются до 5%. Спицы на противоположной стороне, в этот момент проходят сегменты от семи до девяти часов, загружаются на те же 5%.

Что произошло в этом случае? Суммарное натяжение спиц в колесе не изменилось. Произошло перераспределение нагрузок из одной зоны в другую. Представьте дрожь желе, когда вы несете его на тарелке — то же самое происходит и с колесом. И опять-таки, поскольку на оба колеса давит вес райдера и велосипед не летает где-то по орбите вокруг Солнца, а опирается на поверхность, деформация обода при торможении далека от симметричной: по форме дуга с 11 до 5:00 отличается от дуги с 5 до 11.

Когда колесо наезжает на препятствие, в торсионного нагрузки добавляется радиальное, направленное вертикально вверх. Разгружены нижние спицы разгрузятся еще сильнее, верхние спицы натянутся пропорционально силе удара. Энергия удара гасится и сила упругости возвращает составляющим колеса производную форму.

Заднее колесо передает крутящий момент, который движет велосипед вперед. Это еще одна торсионная сила, действующая на колесо велосипеда. Формула крутящего момента — это произведение длины рычага в силу, его движет: T = l · F, но спицы гибкие и не могут выполнять роль рычага. Поэтому они передают момент от втулки обода через загрузку и разгрузку. Как напоминает Джобст Брандт, длина рычага в данном случае — это расстояние от центра оси до центра отверстия фланца втулки (не путайте с внешним радиусом фланца).

Когда велосипедист давит на педали, направление действия торсионной силы совпадает с направлением вращения колеса. Когда он давит на тормоз, скручивания происходит в противоположном направлении.

Третьей силой, действующей на колесо в динамике является поперечную нагрузку. В принципе, здесь все просто: колесу не нужно быть жестким в поперечной плоскости, ведь силы, действующие на него в поворотах, довольно слабые. Подавляющее большинство времени велосипед едет прямо, держа равное положение. Поперечная жесткость колеса примерно равен 1/10 от его радиальной жесткости и это проблема только в том случае, когда велосипедист попадает в аварию.

Специфика заднего колеса.

На заднем колесе находится кассета с передачами и она занимает немало места. Поэтому на велосипедах с Параллелограммным переключателем заднее колесо асимметричное. Угол раскрытия зонтики на стороне поводу больше (тупее), чем на противоположной и натяжения спиц на ней вдвое больше. Вес велосипедиста на колесе с 36 спицами опирается фактически на 36, а на 18 спиц. И это проблема.

Заднее колесо слабее переднего. Необходимость передавать крутящий момент делает невозможным использование радиальной схемы спицевания, хотя иногда встречаются экзотические комбинированные тангенциально-радиальные схемы, такие как Campagnolo G3. Диаметр фланца в задней втулки всегда больше, чем в передней — этого требует наличие барабана на приводной стороне. Увеличенный диаметр фланца помогает упростить процесс спицевания, чтобы не прибегать к демонтажу барабану. И даже имея минимум 30 мм преимущества в ширине втулки заднее колесо все равно слабее переднего.

Иногда эту проблему пытаются решить использованием втулок с асимметричными фланцами — такие втулки называются Hi-Lo. В них фланец на стороне поводу имеет больший диаметр, чем на противоположной.

Увеличение диаметра фланца уменьшает эффективное натяжения спиц. Гитаристы могут привести актуальный пример с длиной мензуры гитары: чем длиннее мензура — тем сильнее приходится натягивать струны и наоборот. Втулка с увеличенным фланцем также передает вдвое больше крутящий момент. Именно по этой причине трековые втулки имеют большой диаметр фланца и именно поэтому на велосипедах иногда можно встретить втулки Hi-Lo: такая конструкция позволяет если не сравнить натяжения обеих зонтиков, то хотя бы приблизиться к такому уравнения.

Но проблема асимметричности на велосипеде с задним переключателем не решена до сих пор. На большинстве планетарных втулок такой проблемы нет, ведь передача крутящего момента осуществляется через одну звезду, позволяет увеличить ширину втулки и сделать обе зонтики симметричными.

Спицы.

вес велосипедиста;
стиль езды / условия использования;
высоту профиля обода и диаметр фланцев втулки (выбираем длину спиц для переднего и заднего колеса).

Деформация колеса или почему стало колесо восьмеркой на велосипеде?

Деформация — это потеря производной формы колеса. Деформация бывает обратной и необратимой. Основными видами деформации являются так называемая восьмерка (поперечное отклонение сегмента обода), яйцо (овальность обода), смещение зонтики (когда колесо становится не по центру вилки), поперечная и продольная вмятина обода, и тому подобное. Восьмерка, яйцо и смещение зонтики относятся к обратной деформации, а последняя из них почти всегда является ошибкой механика. Все остальные — это примеры катастрофической поломки, которая требует замены одного из основных компонентов или всего колеса в целом. Они бывают вызваны ударами, сила которых превышает порог упругой деформации материалов, из которого сделано колесо, лопанием спицы и ниппеля, расстыковки шва, концентрическим, продольным или поперечным лопаньем обода, лопаньем фланца втулки, вызванных статическими и / или динамическими нагрузками, и тому подобное.

Восьмерка.

Давайте смоделируем ситуацию, в которой колесо попало в яму на высокой скорости. Предположим, что колесо заспицованное в 3 креста. Это означает, что на одном фланце спица пересекается с тремя другими. Первый и второй сечения виртуальные — головки соседних спиц заведены с противоположных сторон фланца втулки, поэтому спицы находятся в разных плоскостях. В третьей точке пересечения спицы переплетаются, чем становятся взаимозависимыми от натяжения своей соседки. Во время движения удар вызывает потерю натяжения одной спицы. Ослабевания одной спицы приводит к потере натяжения и связанной с ней соседней.

Отверстия в ободах просверленные не по центральной линии, а с определенным отступом в шахматном порядке, поэтому наряду с каждой спицей с одной зонтики находится спица с противоположной и она также связана в пару на своей стороне колеса. Поскольку пара спиц с противоположной стороны натянута хорошо, сила упругости пытается освободиться от силы, которая растягивает каждую из них. Дисбаланс статических сил, образовавшийся вызывает отклонение пораженного сегмента обода от осевой линии.

Так образовалась восьмерка. Сегмент зонтики на «сильной» стороне раскрылся на больший угол. Из-за увеличения угла хорошо натянута спица также потеряла некоторую часть своего натяжения, ведь из-за отклонения сократилась расстояние от фланца к ободу.

В зависимости от «тяжести» деформации протягивать приходится три, пять спиц на одной стороне, а иногда и все колесо вместе. Исправление восьмерки осуществляется в шахматном порядке: ослабленную сторону натягивают вращением ниппеля против хода часовой стрелки, а противоположную сторону наоборот спускают вращением по ходу циферблата. Ошибки здесь нет: на спицах нарезанная традиционная правая резьба, но смотрим мы на нее снизу, поэтому протягивания происходит в зеркальном отражении. Протяжка происходит ступенчато в шахматном порядке, если поражено сегмент обода с 5 спиц, первая спица протягивается на 1/8 оборота. Друга на противоположной стороне ослабляется на ту же одну восьмую. Третью спицу протягиваем на 1/4 и ослабляем четвертую на 1/8. Пятую натягиваем на 1/8 и проверяем результат.

Большинство подобных отклонений можно исправить, но каждое последующее исправление приводит к потере возможности достичь равномерности натяжения. Если обод пережил на своем веку немало приключений, у механика остается все меньше шансов добиться равномерности натяжения всех спиц.

Когда одна или несколько спиц по какой причине ослабевают, хорошо натянутые спицы пользуются случаем освободиться от растягивающей силы их. Сила упругости пытается сбросить нагрузку со спицы и даже добивается этой цели, но лишь отчасти. Полностью сбросить нагрузки не дает сила упругости самого обода и эти силы уравновешивают друг друга. Освободить статическая нагрузка полностью может только мощный внешний фактор: сильный удар или нагрузки, превышающей порог упругой деформации колеса. Как сказано выше, качественно собранный колесо на 36 спиц может выдержать до 400 кг статического веса.

Смещение зонтика.

Это — частый случай восьмерки, вызванный ошибкой механика, который пытался исправить восьмерку, но не имел точки отсчета — указателя средней линии. Поэтому обод отклонился от осевой, хотя втулка в дропаутах держится правильно. Бывают такие случаи, когда от внешнего фактора — от действия поперечной силы деформируется НЕ колесо, а нога вилки или перо рамы, вызывает отклонение колеса от вертикальной оси, но такие случаи встречаются крайне редко и возможны только на металлических рамах.

Яйцо образуется, когда на колесо действует вертикальная сила, например, вес велосипедиста, который прыгает с бордюра не вставая с седла. В этом случае перераспределение натяжения спиц происходит перпендикулярно действия силы, давит на колесо. Спицы, которые в данный момент находятся на 3 и 9:00 загружаются максимально.

Исправление яйца выполняется ступенчатой протяжкой каждой следующей спицы в пораженном сегменте колеса. Если поражено сегмент из 5 спиц, натягиваем последовательно первую на 1/8, вторую на 1/4, третью на 1/2, четвертую на 1/4 и пятую на 1/8.

Выводы.

Колесо — это эластичная структура. Долговечность колеса зависит от выбора компонентов, от равномерного натяжения спиц и в наибольшей степени от работы механика.

Колесо теряет форму от потери натяжения спиц, которое само по себе не является причиной, а следствием внутренних и внешних факторов. Внутренними факторами являются величина торсионных сил (насколько мощно велосипедист крутит педали и как мощно тормозит), количество спиц, схема спицевания, диаметр фланца втулки. Внешними факторами являются профиль дорожного полотна, характер вождения и вибрации, приводящие к раскрутке ниппелей. Пульсация нагрузок в колесе плавно приводит к усталости спиц.

Но решающей всегда является качество работы механика. От его навыков зависит 80% успеха. Когда спицы натянуты равномерно и с запасом (> 120 кгс для 80-кг велосипедиста), когда ниппели нераскручивающиеся от вибраций и вертикальных толчков, тогда колесо простит велосипедисту ошибки и не заставит беспокоиться о регулярной протяжку. Советуем при спицеваннии наносить на резьбу компаунд thread lock синего цвета. Он уменьшит вероятность раскрутки ниппелей и продолжит межсервисный интервал.

Тщательно выбирайте обода, следите, чтобы они не были извилистые восьмеркой и не имели овальную форму. Используйте спицы и ниппеля только проверенных производителей и обращайтесь к хорошим специалистам, чтобы в будущем не иметь снова проблем.

Как исправить восьмерку колесе на велосипеде?

Среди всех составных элементов велосипеда самым консервативным можно назвать спицевое колесо. Такой тип колес устанавливается на большинство байков и представлен простой конструкцией: центральная втулка, обод и спицы, которые соединяют обод с осью вращения. В процессе эксплуатации велосипеда колесо подвержено статическим, динамическим и ударным нагрузкам, в результате чего нередко могут возникнуть изменения его формы.

Деформация типа «восьмерка» – что это

Искривления велосипедных колес связаны с нарушением конфигурации ободьев. Иными словами, колесо перестает быть круглым. Распространенным вариантом является так называемая восьмерка, когда наблюдается отклонение части (или нескольких частей) обода от плоскости вращения. При вращении эти области описывают траектории в виде восьмерок вокруг центральной оси вращения. При езде на велосипеде этот дефект выражается в биениях или виляниях на ходу.

Ездить с восьмерками можно, но вряд ли это доставит удовольствие. Кроме того, деформированные колеса менее стойки к нагрузкам, что повлечет за собой дальнейшее искривление и полную непригодность обода. Можно ли самостоятельно исправить восьмерку на колесе велосипеда? Да, и это совсем несложно. О том, как это делается, читайте далее в статье.

Определение искривлений на колесах