O que torna as scooters instáveis ​​em alta velocidade?

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Obviamente, scooters e skates são projetados para velocidades mais baixas, abaixo de 5 MPH. Normalmente, se você for mais rápido do que isso, fica cada vez mais difícil controlar a scooter e você cairá. Um exemplo disso é a oscilação da velocidade, exemplos facilmente encontrados no youtube.

Qual é o problema? Por que, comparativamente, as bicicletas podem suportar velocidades mais altas com mais estabilidade e conforto?

wheels geometry bicycles user16388
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Você acha que isso pode estar relacionado ao diâmetro da roda e efeito giroscópico ...
Solar Mike
Eu suspeitava da distância entre as rodas, mas pode ser isso.
user16388
Pela sua estimativa de velocidade grosseiramente errônea, parece que você nunca viu alguém andando de skate com determinação. Da mesma forma, é amplamente divulgado que as scooters elétricas "compartilhadas" percorrem cerca de 24 km / h, não porque não puderam ir mais rápido, mas porque seus eletrônicos estão limitados a isso por uma questão de política.
Chris Stratton

Respostas:

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Como foi mencionado acima, o tamanho dos pneus desempenha um papel importante. Vamos assumir que os padrões do fabricante para uma roda depois de melhorar o eixo permitam 1/100 mm de folga. Essa quantidade de jogo incentivaria uma pequena roda a ressoar, enquanto deslizava muito mais do que uma grande roda, que precisaria de muito mais tempo para completar um turno.

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A precessão é inversamente proporcional ao giro da velocidade da roda, o que significa que a roda pequena vai precessar muito mais rápido e, porque precisa de muito menos folga no eixo para oscilar, irá ressoar e tremer.

kamran
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Uma roda de 10 cm a 20 km / h gira a 55 voltas por segundo (20.000 m / h x 10 voltas / metro / 3600 s / h = 55,5 rpm).
BobT
@ Bob, obrigado por verificar a aritmética. Eu usei 10 cm de diâmetro, que é aproximadamente 63 cm de circunferência. Ainda assim, meus cálculos estavam errados e vou editar minha resposta. Mas o ponto é que, quando você aumenta o diâmetro da roda, sua precessão aumenta de maneira não linear e, com o mesmo grau de jogo, ela não ressoa, portanto, não há vibração.
kamran
Você está certo, é claro ... O diâmetro de 10 cm tem uma circunferência de 31,4 cm. Meu erro ...
BobT
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Há menos efeito giroscópico, mas esse não é um fator tão importante. É curvatura do veículo de duas rodas que é auto-corrigível. Se você empurrar uma bicicleta para trás, ela não ficará em pé.

Com o raio menor, a rpm é maior. Se o pneu estiver sem roda, ele irá oscilar. Eles costumam colocar pneus mais baratos em uma scooter e / ou não os equilibram.

A menor base da roda os torna menos estáveis.

A scooter de corrida atinge altas velocidades.

paparazzo
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Quanto menor a roda, menos efeito giroscópico é criado. Oscilações de morte podem ocorrer em velocidades mais baixas com pneus menores. Pneus mais altos são o que confere estabilidade a motocicletas e bicicletas em comparação com os pneus menores de uma scooter à medida que a velocidade aumenta.

GlenH7
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Errado - é um mito urbano que as rodas proporcionam estabilidade via efeito giroscópico. Se isso fosse verdade, nunca conseguiríamos dirigir uma bicicleta.
Carl Witthoft
@CarlWitthoft você tem alguma coisa para apoiar essa reivindicação? Você não gira o volante, mas se inclina após uma certa velocidade.
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sim, e essa "inclinação" faria você cair se você não girasse a roda dianteira, de modo que a força centrífuga resultante "o empurrasse" na vertical. Você pode encontrar as análises em vários sites da "ciência ruim" que discutem a física das bicicletas em grandes detalhes. A montagem do garfo dianteiro offset é um elemento crítico do projeto.
Carl Witthoft
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Concordo que a magnitude da oscilação em relação ao tamanho da roda é uma fonte significativa de instabilidade.

Minha sugestão é que outra fonte importante de instabilidade seja a aceleração lateral relativa, por sua vez, comparada à sua capacidade de compensar. O centro de massa é muito alto em um skate, em comparação com os eixos das rodas, portanto, um pouco de força centrípeta leva o CM a "sair da popa" e causar um acidente. Em comparação, o CM de uma bicicleta não está muito mais próximo dos eixos das rodas (em altura), mas você pode forçar uma inclinação fora do plano muito maior nas rodas para corrigir a força centrípeta.

Carl Witthoft
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