[natuurkunde] Pws rolweerstand

[S. schr]

Mijn pws gaat over krachtmeting in de wielersport en nu ben ik bezig om een aantal weerstanden te behandelen.

over de luchtweerstand was redelijk veel info te vinden maar over de rolweerstand in de wielersport heel weinig.

kunnen jullie me alles vertellen over de rolweerstand?

alvast bedankt

[Jan van de Velde]

Tip: gebruik de zoekfunctie van dit forum (linksboven) met als zoekwoord "rolweerstand"

Onder klassieke natuurkunde vind je een aantal topics die al ingaan op de rolweerstand in fietsnaven en zachte banden en zo, en de oorzaken daarvan.

Zeker niet uitputtend, dat niet. Maar dan hoeven wij al een minder groot deel van je PWS voor je te gaan schrijven....

[S. schr]

bedankt ik weet inmiddels al wat meer

nu zijn we van plan om een practicum te gaan uit voeren met een wielren fietsband.

we willen de rolweerstandconstante bepalen door een wiel voort te trekken aan een veerunster en wanneer het wiel in beweging komt aflezen wat er op de veerunster staat.

we hebben alleen een probleem, namelijk hoe we het wiel recht houden.

hebben jullie enig idee?

[Jan van de Velde]

we willen de rolweerstandconstante bepalen door een wiel voort te trekken aan een veerunster en wanneer het wiel in beweging komt aflezen wat er op de veerunster staat.  

we hebben alleen een probleem,

En dat probleem is dat je zo de traagheid van je wiel gaat meten, en niks rolweerstand.

Je geeft het wiel als geheel een versnelling. Om een versnelling te bewerkstelligen is een kracht nodig. (noemen we even Fvoorwaarts)

Je geeft het wiel een draaiing. Dat is ook een beweging, daarvoor heb je ook een kracht nodig. (noemen we even Fdraai)

Tenslotte moet je nog (voor een onbelast wiel een zeer zeer kleine) rolweerstand overwinnen. (noemen we even Frol)

Je unster meet de som van die drie. En die uitslag van die unster is afhankelijk van de versnelling die je aan het wiel geeft, en van de massa van je wiel, en voor een heel heel klein deel door de rolweerstand.

Fvoorwaarts + Fdraai >> Frol (met >> bedoel ik "veel veel groter dan")

proefopstelling bij voorbaat gedoemd tot niets te leiden dus, helaas.....

[Stephaan]

Ik zie misschien wel een opstelling mogelijk om het wiel recht te houden en de unster alleen de rolweerstand te laten meten, als volgt: We kennen allemaal de fietser die in het circus op een stalen kabel rijdt, op de naakte velgen. Het evenwicht wordt verzekerd door aan de voor en/of achteras vde fiets een stijf rek op te hangen dat tot onder de kabel reikt en waar dan een elegante assitente door haar gewicht er voor zorgt dat de fiets nooit zal omkippen.

Nu vervang ik de kabel door een smalle loopband en voorzie de fietsvelgen terug van rubber banden. De loopband staat op en smalle tafel. Beide hoeven niet langer te zijn dan de fiets. Voor het rechthouden bevestig ik nu weer een stijf raam of rek aan de uiteinden vd voor en/of achteras, dat tot onder de tafel reikt en dat daar belast wordt met het gewicht ve normale fietser.

Als ik nu de loopband achterwaarts laat draaien (fiets tijdelijk wel vasthouden)dan kan ik, eenmaal een constante snelheid is bereikt (zowel snelheid vd loopband als draaisnelheid vd wielen), met een unster aflezen met hoeveel kracht de belaste fiets nog naar achtertoe weg wil. Dat is dan de rolweerstand bij die snelheid, belasting, oppervlakeigenschappenvan banden en loopband. Bovendien is het zonder dat je nog last hebt vd kracht nodig om het wiel initieel te doen draaien, en al zeker niet vd kracht nodig om de fiets of het wiel voorwaarts te bewegen (want ze bewegen zich niet voorwaarts). De kleine rolweerstand vd kogellagers waar door het wiel rond zijn as kan draaien meet je wel mee.

Dergelijk systeem kan eigenlijk ook met één enkel wiel Het hoeft niet eens een ganse fiets te zijn

[Stephaan]

JvdL Over mijn vorige laboratorium opstelling had ik graag wel je mening of het , in principe tenminste, zo kan.

Ook heb ik nog een voorstel : stel dat we met een auto een fiets met fietser erop, voorttrekken aan een touw, op een vlakke horizontale weg met gelijkmatig oppervlak. De auto en fiets rijden aan een eenparig rechtlijnige snelheid.

Ik denk dat dan de helper achterin de auto dmv een veerunster in het verbindings-touw, de grootte kan aflezen van de rolweerstand plus alle wrijvingsweerstanden (lucht, wiellagers, banden);

Het probleem hoe de fiets recht te houden laten we aan de fietser over.

[Jan van de Velde]

De idee van Stephaan is eigenlijk wel de oplossing. De lopende band moet dan wel zo dun mogelijk zijn en over een stalen plaat glijden om een beetje een normale loopvlakvervorming te krijgen.

Als je de fiets achter de auto meesleept meet je onder andere de luchtweerstand mee, die ook al weer veel groter is dan de rolweerstand.

[S. schr]

Nu vervang ik de kabel door een smalle loopband en voorzie de fietsvelgen terug van rubber banden. De loopband staat op en smalle tafel. Beide hoeven niet langer te zijn dan de fiets. Voor het rechthouden bevestig ik nu weer een stijf raam of rek aan de uiteinden vd voor en/of achteras, dat tot onder de tafel reikt en dat daar belast wordt met het gewicht ve normale fietser.

Als ik nu de loopband achterwaarts laat draaien (fiets tijdelijk wel vasthouden)dan kan ik, eenmaal een constante snelheid is bereikt (zowel snelheid vd loopband als draaisnelheid vd wielen), met een unster aflezen met hoeveel kracht de belaste fiets nog naar achtertoe weg wil. Dat is dan de rolweerstand bij die snelheid, belasting, oppervlakeigenschappenvan banden en loopband. Bovendien is het  zonder dat je nog last hebt vd kracht nodig om het wiel initieel te doen draaien, en al zeker niet vd kracht nodig om de fiets of het wiel voorwaarts te bewegen (want ze bewegen zich niet voorwaarts). De kleine rolweerstand vd kogellagers waar door het wiel rond zijn as kan draaien meet je wel mee.

Hartstikke bedankt voor het bedenken. ik snap alleen niet volledig hoe jou opstelling eruit ziet. Zou je dit kunnen toelichten misschien met een tekening? En hoe kun je dit doen met een enkel wiel?

[Stephaan]

S. schr

In een Word document heb ik een tekening gemaakt , maar ben er nog niet aan toe die hier te plaatsen. Dus zal ik het met een zo duidelijk mogelijke beschrijving doen.

Op een nogal smalle tafel staat een elektrisch aangedreven loopband, in de lengterichting van de tafel . (De lengte van de tafel en van de loopband zijn niet belangrijk en ze hoeven ook niet lang te zijn.)

Op de loopband staat een fietswiel recht, in de lengterichting vd tafel en loopband.

Aan de uiteinden van de as van het wiel is een star trapeziumvormig draagrek vast gemaakt. De bovenste korte zijde is de wielas zelf . De onderste lange zijde is er evenwijdig mee en gaat onder de tafel door( dus loodrecht op de langsrichting vd tafel). De wielas en de onderste zijde zijn verbonden door 2 gelijke schuine stangen die elk aan een zijde vd tafel een uiteinde vd onderste stang dragen. Door de onderste stang zwaar te maken of extra te belasten is het geheel in stabiel evenwicht. Het wiel kan wel een beetje heen en weer schommelen maar zal altijd terug vertikaal komen.

Als de loopband loopt zal het wiel draaien (rollen ) zonder van plaats te veranderen en kan je de rolweerstand meten door een horizontale beugel vast te maken aan de wielas en daar aan dan de veerunster.

Mag ik hier voorlopig bij laten ? Ik hoor wel of jullie zien hoe de opstelling is, en ook welke vragen er nog zijn .

Wie weet vertelt iemand me hoe ik een tekening uit Word hier kan neerzetten

[Jan van de Velde]

Kan misschien slimmer, maar wat ik doe is:

printscreen

plakken in paint of zo

bijsnijden en opslaan als jpeg of gif

Ast nie ken zoast mot, dan mottet mar zoast ken

[Stephaan]

JvdV welbedankt so far Ik heb je recept gevolgd via paint , bijgesneden en heb nu de tekening als Fietswiel.jpeg bij "mijn documenten" staan . Wat is nu de manier om die jpeg file in een

"nieuw antwoord "-venster van het wetenschapsforum te krijgen?

Ik leer het misschien nog wel hoor. Bedankt voor je geduld!!

[Jan van de Velde]

Wat is nu de manier om die jpeg file in een  

"nieuw antwoord "-venster van het wetenschapsforum te krijgen?

zie:

http://sciencetalk.nl/forum/invision/in...showtopic=22711

[Stephaan]

[Stephaan]

@ S. schr Links staat een vooraanzicht van de tafel (groen)met erop de rolband die er in dit zicht als een rechthoek uitziet. Daarboven staat het fietswiel. Vanaf de wielas hangt het rode starre trapezium onder de tafel door. het llichtgroene rechthoekje stelt de ballast voor die er voor zorgt dat het wiel niet kan omvallen .

(Een achteraanzicht zou identiek zijn)

Rechts staat een zijaanzicht vd opstelling. De loopband is nu ook van opzij te zien en draait zoals aangeduid. De donkerblauwe draad met idem rechthoekje is de beugel voor met unster die de rolkracht meet.

Met een dank aan JvdV voor de fijne hulp bij het plaatsen vd tekening

[S. schr]

onwijs bedankt voor al je werk

we gaan de proef morgen uitvoeren ik zal nog laten weten wat de resultaten waren.

mvg S.schr