¿El aumento de peso me hará ir cuesta abajo más rápido?

Lo principal que debe tener en cuenta a la velocidad es la resistencia: la fuerza F sobre usted + bicicleta (masa m ) es:

F = ma = mg sin Q - F_d - F_rr

donde a es tu aceleración, g es la aceleración debida a la gravedad y Q es el ángulo de la colina con respecto a la horizontal. F_d es la fuerza de arrastre que no escala con la masa. Intenta dejar caer un globo y una pelota de fútbol (fútbol) del mismo tamaño y verás esto en acción. F_rr es la resistencia a la rodadura.

El arrastre domina la resistencia a la rodadura a cualquier velocidad decente para una bicicleta bien configurada: más detalles de los que probablemente desee o un buen gráfico para que pueda descuidar la resistencia a la rodadura.

El peso tendrá un pequeño efecto en la resistencia a la rodadura y (suponiendo que no afecte la sección transversal) ninguno en la resistencia, por lo que acelerará más rápido, pero no mucho.

Es posible que desee experimentar: comience con algunas velocidades medidas sin carga adicional, luego pruebe la masa adicional y una carga ficticia del mismo volumen/forma/montaje hecha de poliestireno o cartón.

El mayor efecto que tendrá es en la resistencia, por lo que lo primero que debe intentar es una mejor pliegue, no usar ropa con volantes, etc.

Para velocidades realmente altas, un carenado es el camino a seguir: compare el récord de horas para un reclinado con carenado completo (~ 92 km) con una bicicleta de carreras UCI (~ 52 km). No hay estadísticas que pueda encontrar específicamente para un montante con carenado.

Esto puede ser una física medio recordada que entra en juego aquí, pero he corrido con amigos (sustancialmente más pesados) cuesta abajo donde han estado en bicicletas que deberían, en general, ser más lentas que la mía, pero han ganado. ¿Podría el impulso entrar en juego en un terreno más accidentado? Con eso, quiero decir que si un ciclista que lleva un peso más pesado golpea un bache, un agujero, etc., experimentará menos desaceleración debido a su mayor impulso en comparación con un ciclista con un peso más ligero.

Por supuesto, en un vacío perfecto, la aceleración se mantiene en 9,81 m/s/s y, como tal, la masa no tendría impacto en la velocidad.

PD Intenté publicar esto en un comentario, pero todavía no tengo suficiente reputación.

Si hubiera fricción, sería exactamente lo mismo (recuerda el trato del martillo y la pluma en la luna). Sin embargo, su arrastre neto realmente no será proporcional a su masa. La resistencia del aire no es proporcional en absoluto a su masa (aunque sí lo es la resistencia al rodamiento). Debido a esto, tendrás menos arrastre por kilogramo con más peso, lo que hará que vayas más rápido, sí.

La respuesta aceptada establece que el arrastre no se escala con la masa. Cual es verdad. Pero el arrastre escala con el área frontal. Es justo suponer que los dos marcos están hechos del mismo material, por lo que el marco más grande tiene un área frontal más grande.

En lugar de comparar un globo y una pelota de fútbol del mismo tamaño, una comparación más apropiada es dos rocas de la misma densidad pero de diferentes tamaños.

La velocidad terminal es cuando la fuerza de la gravedad es igual al arrastre
. Consulte este enlace para el cálculo de la velocidad terminal. Velocidad
terminal

En la ecuación una vez que sacas las constantes
vterminal es proporcional a la raíz cuadrada (masa/área)
vterminal es proporcional a la raíz cuadrada (r al cubo/r al cuadrado)
vterminal es proporcional a la raíz cuadrada (r)

Entonces, a densidad constante, si duplica r, la velocidad terminal aumenta en 1,414
. El doble de r es ocho veces la masa por solo 1,414 de velocidad terminal.

El arrastre proporcional a v al cuadrado es el arrastre real (juego de palabras intencionado)

Ahora supongamos que podría duplicar su masa y mantener la misma área
vterminal es proporcional a la raíz cuadrada (masa/área)
vterminal es proporcional a la raíz cuadrada (masa/constante)
vterminal es proporcional a la raíz cuadrada (masa)
Si todo fuera constante (incluido su área y resistencia a la rodadura)
Si aumentó la masa en 2, aumentaría la velocidad terminal en 1,414
Si aumentó la masa en 4, aumentó la velocidad terminal en 2
La resistencia a la rodadura no es constante, por lo que sería menor que 1,414 y 2

Digamos un ciclista de 180 lb y agregue 20 lb de plomo al cuadro, eso es solo el 5% cuesta abajo
en una pendiente de 10 que es solo 0.846%: 40 mph versus 40.43 mph (sin tener en cuenta la resistencia a la rodadura).

Incluso las bicicletas de escalada están diseñadas para ser ligeras.
Básicamente, cuesta arriba pagas por todo el peso y cuesta abajo solo obtienes crédito por la raíz cuadrada del peso.
El arrastre proporcional a v al cuadrado es el arrastre real

La respuesta corta es sí . Vea la publicación de Chris para la respuesta larga.

La razón principal de esta "respuesta" es alentar una gran cautela .

Cuando era adolescente (en el milenio anterior), crecí en una zona montañosa. Había dos descensos que solíamos hacer regularmente: una carrera de dos millas desde la granja de mis amigos hasta la casa y una colina empinada de una milla. Mi mejor tiempo para llegar a casa fue 2:11, con mucho pedaleo (no mencionaré pasar los autos). En la colina empinada, romperíamos 1 minuto sin pedalear. El punto es que éramos jóvenes y estúpidos .

Recientemente, mi hermano conoció a algunos niños de edad similar, que estaban interesados ​​​​en descender una colina seria que conocemos, lo más rápido posible. Aunque él desaconsejó, lo hicieron de todos modos. Uno se estrelló y se rompió el cráneo . Según nuestra propia experiencia en esa colina, habría estado haciendo unos 60 km/h. Solamente.

Mencionas el 30% . Eso es empinado:

La parte empinada es donde el camino se pierde de vista.

El último punto de precaución es la estabilidad y los frenos de la bicicleta. Los frenos de las bicicletas no están diseñados para esas velocidades . Y la geometría de su marco es un factor desconocido: ¿"obtendrá los bamboleos"? La única forma de saberlo es haciéndolo. El problema es que, si lo hace, lo más probable es que se bloquee. duro _

En un sentido práctico, aumentar el peso te hará bajar más rápido, por la misma razón que disminuir el peso te hará subir más rápido.

Vea esta calculadora interactiva . Si establece el gradiente en "-10", establezca "Potencia P (vatios)" en 0,001 (es decir, casi cero):

• Con el peso del ciclista fijado en 50 kg, irás a unos 59,54 km/h.
• Con el peso del ciclista fijado en 75 kg, irás a unos 71,22 km/h.
• Con el peso del ciclista fijado en 100 kg, irás a unos 81,25 km/h.

Sin embargo, eso es un aumento de peso bastante masivo. Aumentar tanto el peso corporal sería "poco saludable", y aumentar el peso de la bicicleta muy probablemente influiría negativamente en el manejo.

Pequeños aumentos de peso (unos pocos kilogramos, etc.) aumentarán un poco la velocidad cuesta abajo... pero probablemente sería mucho más productivo trabajar para reducir la resistencia aerodinámica.

Un ejemplo extremo sería una bicicleta reclinada (área frontal mucho más pequeña que una bicicleta de ruta típica, y puede tener una cubierta exterior para reducir aún más la resistencia), sin embargo, hay muchas otras formas de hacer esto, como adoptar posiciones bastante inseguras en la bicicleta . , o usar cascos con formas divertidas y ropa más aerodinámica (trajes de triatlón/contrarreloj)

Sí en algún sentido. Es como si algunos esquiadores trataran de obtener más peso para obtener velocidad adicional. Pero sería difícil tener un buen control en comparación con cuando eras más ligero antes :)

Como de costumbre, creo que la mejor manera de considerar esto es a través de la energía;

al moverse desde el reposo en la cima de una colina (altura h), la conservación de la energía se aplica entre la energía potencial en la parte superior y la cinética en la parte inferior:

Mgh = MV^2 + pérdidas (debido a la aerodinámica y la resistencia a la rodadura)

por lo tanto

V = sqrt( gh - pérdidas/M )

Como las pérdidas no son proporcionales a la masa, factorizarlas por masa reduce su influencia en la velocidad para el ciclista más pesado, independientemente de si se ha alcanzado o no la velocidad terminal.