curare [924728]: Predstud [924730]: Predstud [924724]: vpv [924716]: Dizel [924733]:

Вместе с Кириллом Шипициным провели эксперимент на ершовской горке.

Дистанция 0,5 км. от фонарного столба (на фотке) до знака ограничения скорости "50", торможение до полной остановки. Старт накатом. По две попытки: ровно выпрямившись и максимально прижавшись к рулю. Один контрольный раз дополнительно съезжал, результат полностью повторился.
Мой вес примерно 60 кг., вес Кирилла примерно 85 кг. Разница в весе 25 кг. Велосипед для эксперимента использовался один.

1. Выпрямившись собираем ветер
Кирилл 85 кг. время 48 сек., средняя скорость 42,9 км/ч, максимальная скорость 61,2 км/ч.
Коля 60 кг. время 47 сек., средняя скорость 43,1 км/ч, максимальная скорость 58,7 км/ч.

2. Максимально прижимаемся к рулю
Кирилл 85 кг. время 44 сек., средняя скорость 46,7 км/ч, максимальная скорость 64,5 км/ч
Коля 60 кг. время 45 сек., средняя скорость 45,6 км/ч, максимальная скорость 64,3 км/ч

Вывод:
1) на полкилометра разница по времени 1 секунда (и то погрешность при торможении).
2) максимальная скорость у более тяжелого велосипедиста действительно выше, если ехать выпрямившись. Однако, если прижаться к рулю, максимальная скорость одинаковая.

Идеальное свободное падение возможно лишь в вакууме, где нет силы сопротивления воздуха, и независимо от массы , плотности и формы все тела падают одинаково быстро, т. е. в любой момент времени тела имеют одинаковые мгновенные скорости и ускорения. http://class-fizika.narod.ru/9_13.htm

А потому все дело не в весе велосипедиста, а в его сопротивлении- накате.
Но накат может каким то образом зависеть от веса.

DenTwo [925159]: Возможно, прижавшись к рулю, отношение площади велосипедистов к массе становится примерно одинаковой.

А вот, если не прятаться от ветра, дополнительная масса более тяжелого велосипедиста прячется где-то сзади в объеме, не увеличивая при этом значительно площадь поверхности. Таким образом отношение энергии падения велосипедиста вперед к сопротивлению воздуха выше у того, кто тяжелее.

Ждем комментариев физиков.

DenTwo [925159]: Но накат может каким то образом зависеть от веса. - видимо, в этом дело. Задав ускорение бОльшей массе, мы можем наблюдать бОльший тормозной путь. И если упаковке ваты придется постоянно подкручивать, двигаясь с горы, то чтобы остановить пятитонный контейнер нужно будет постараться. То есть и сопротивление ветра и трение в подшипниках и т.д. на большую массу оказывают меньшее влияние.

С одной стороны, чем больше масса велосипедиста, тем больше его импульс, и по идее тем меньшее влияние на него должно быть со стороны воздуха, хотя во втулках при увеличении нагрузки должно увеличиваться и сопротивление.

С другой стороны, формула лобового сопротивления (во вложении) говорит, что сопротивление воздуха не зависит от массы. ma * sin ф = Fтяж - Fсопр, Fтяж=mg. Значит, если увеличивать массу велосипедиста, слагаемое Fсопр будет оставаться прежним, а Fтяж будет расти => велосипедист ускорится сильнее.

curare [925166]: vpv [925169]: то о чем вы говорите похоже на переход потенциальной энергии в кинетическую. И когда вся энергия переидет в кинетическую, тогда мы получим больший тормозной путь(пусть он будет без тормозов а накатом) у более тяжелого велосипедиста, но это будет уже после спуска или на выполаживании, а не на самом спуске.
И да пусть меня поправят!

Orange12 [925176]: из вашего уравнения сокращается массу, и получаем что она не влияет на скорость.

DenTwo [925189]: на самом спуске так же присутствует сопротивление ветра и подшипников качения. В итоге, в то время как массивный велосипедист сохраняет скорость без приложения усилий, легкому приходится крутить - это неоднократно подтверждалось на практике.

DenTwo [925193]: если конечно пренебречь сопротивлением — в низкой посадке оно одинаково у обоих.

DenTwo [925193]: Если массу сократить, получится так: a = g*sinф - Fсопр/m. Больше масса - меньшее влияние на эту массу оказывается со стороны воздуха, как и писал vpv [925169]:

vpv [925194]: ну сопротивление в подшипниках больше, все же у тяжелого велосипедиста. А вот сопротивление воздуха может быть одинаковым или зависить даже от одежды( на больших скоростях).

Orange12 [925196]: Так понятно. Но практика см. выше, показала незначительное преимущество.

DenTwo [925201]: стало быть, прирост сопротивления качению в подшипниках, то есть увеличение силы трения при возрастании массы ничтожно. Зато инерция, борющаяся с сопротивлением воздуха, заметно выше - речь об этом.

Вообще задача сводиться к падению ядра и дробины (шары разного радиуса, но одинаковой плотности) в воздухе с некоторой высоты. Как правильно заметили выше в вакууме они упадут за абсолютно одинаковое время. Но в воздухе (учитываем силу трения о воздух) быстрее упадет ядро т.к. сила сопротивл. воздуха зависит от радиуса шара в квадрате, а масса шара от радиуса в кубе. Поэтому теоретически велосипедист с бОльшей массой должен скатиться быстрее при прочих равных условиях. curare [925137]: тут скорее всего дело в погрешностях измерения. А еще и одежду надо было одеть одинаковую (в том числе и шлемы с очками), т.к. на скорость (при одинаковых велах) влияет только аэродинамика велосипедиста.

DenTwo [925206]: практика не показала, потому что дистанция была маленькой и разгон шел с нуля. Сопротивление воздуха имеет кубическую зависимость от скорости. Таким образом, результат был бы более очевиден, имей они на начале вершины скорость хотя бы 20км/ч.

samexlab [925209]: или горку подлиннее. Вообщем, ставим опыт curate под сомнение и ждем новых экспериментов.

DenTwo [925216]: данные точные. По максимальной скорости абсолютно точные. Для проверки два раза проезжал одинаково, цифры получились тоже одинаковые.
Оба в футболках с рюкзаком, только Кирилл крупнее меня.

А если ядра одинаковые, но одно из них тяжелее?

curare [925220]: я не сам факт Вашего опыта ставлю под сомнение, а методику его проведения.

samexlab [925209]: А еще и одежду надо было одеть одинаковую
Так, может, лучше одного и того же человека гонять с горки, просто во второй раз набить ему рюкзак кирпичами?