Fizika Ergométerek

Posted on

(Egy része a Fizikai Evezés)

1. Bevezetés

Az alapvető összetevők, egy evezős szimulátor vagy

Stick valami power/speed monitor, úgy hívják, egy ergométer. Néhány a különböző modellek:

Koncepció (is, Koncepció Egyesült Királyságban)
Amerikai modell, de messze a leggyakrabban használt ergométer. Ellenállás által megadott levegő-csillapító. Modellek, C, D, E elég hasonló a fizika szempontjából. Ezeket is fel lehet szerelni a ‘diák’ – turing őket a “statikus” erg, hogy egy “dinamikus” erg (Szakasz 12.).

Rowperfect (szintén Ausztrál Web-oldal)
Egy holland modell hasonló a Koncepció egyik fontos különbség: nem csak a helyet-vissza mozognak előre, de a lendkerék (egy “dinamikus” erg). Ez általában úgy, hogy a legjobb hajó-szimulátor, mivel a tömeg a lendkerék nagyon hasonló a tömeg egy hajó. Ez azt is jelenti, hogy a magasabb teljesítmény pontszámok, valamint (talán) arány magasabb is (szakasz 12). Monitor működik, ugyanazon az általános elv, mint a Fogalom.

WaterRower
Egy Brit modell segítségével vízszintes víz-csillapított lapát (a tömeg forgó víz képezi a ‘lendkerék’ helyett a lapát is). Lásd Neil Wallace oldal egy leírás, hogy hogyan is működik a monitor.

Néhány hasznos linkek:
Az Igazságot WaterRower (Neil Wallace)
Fizika a Rowperfect
Mögött a Ergométer Kijelző (Marinus van Holst)


2. Mechanika Forgó Testek

Newton mozgástörvényei alkalmazandó transzlációs rendszerek (azaz erők mozgások eljáró egyenes vonalak). Egy probléma alkalmazza Newton Törvényeit a forgási rendszerek, mint például flywheels, hogy a lineáris sebesség v bármikor attól függ, hogy a távolság r a forgó tengely, általában sokkal kényelmesebb a használata egy hasonló meghatározott törvények kifejezve szögsebesség ω (=görög betű omega), ami ugyanaz, minden pont a forgó test. A két sebessége kapcsolódó:

(2.1) ω = v / r

Ahol a tömeg m fordul elő, egyenletek transzlációs rendszerek, a rotációs rendszer ezt a helyébe a tehetetlenségi nyomaték, I:

(2.2) I = ∑ r 2 δm

ami a összegzése az egyes összetevők δm a teljes tömeg az egyes sugarú r.

Lineáris lendület (m x v) pontja helyébe impulzusmomentum J:

(2.3) J = I ω

A transzlációs rendszer, Newton 2 Törvény megegyezik a F erő, hogy a változás mértéke, a lendület, d(m v) / dt, vagy állandó tömeg m szorozva a lineáris gyorsulás a = dv / dt. A rotációs rendszer, erő helyébe nyomaték T, Newton 2 Törvény válik:

(2.4) T = d(I ω) / dt = I ( dω / dt ) = I b

hol egy állandó tehetetlenségi nyomaték én feltételezhető (azaz egy merev test a), illetve b a szögletes gyorsulás.

Munka W, Teljesítmény P (=értékelje a munkát), az azonos mind a transzlációs vagy rotációs rendszer, de származó különböző kifejezések:

Lineáris Rotációs

(2.5) W = F x W = T θ

(2.6) P = F v P = T ω

ahol az x a lineáris távolság költözött, θ (=Görög théta betű), meg az elforgatás szögét. Eq. (2.5) azt feltételezi, hogy az erő, nyomaték állandó marad a munka során – szigorúan ezeket kell integrációk: ∫dW = ∫Fdx = ∫Tdθ


3. Teljesítmény Disszipáció

Egy ergométer lendkerék veszít sebesség elsősorban a szükséges energiát, hogy a szivattyú a levegő (is köszönhető, hogy a súrlódás a csapágyakat, a levegő viszkozitása, de ezek valószínűleg kisebb veszteségeket). A levegő kerül be a rendszerbe, amelynek mértéke m/t [kg/más] arányos a lendkerék sebesség ω:

(3.1) m / t = a ω

hol egy valami állandó, függ a szellőző-beállítások (pl. nyissa ki a szellőzőnyílásokat = fokozott levegő áramlását, az adott rpm = nagyobb értéke a). Ugyanez a levegő elhagyja a rendszer egy külső sebesség is arányos a lendkerék sebesség, megszerzése egy kinetikus energia arányos a tér a lendkerék sebesség. Egy m tömegű, a levegő áthalad a rendszer, ezért a nyereség energia:

(3.2) E = ½ d m ω2

ahol d egy állandó egy adott lendkerék design. Összerakva Eqs. (3.1) s (3.2), ez azt jelenti, hogy a lendkerék vesztes energia, a levegő sebességgel (=energia disszipáció) arányos a kocka a szögsebesség:

(3.3) P = E / t = ( E / m ) ( m / t ) = k ω3

ahol k (=½d a) magában foglalja a állandók az előző két egyenlet. Ez a teljesítmény disszipáció jelenik meg, mint egy ‘húzza nyomaték’ D, négyzetével arányos a szögsebesség ω (Eq. 2.6, de lásd 1):

(3.4) D = k ω2


4. Az Áramellátást

Az evezős dolgozik egy transzlációs rendszer alkalmazása egy F erő mozog a kilincs a lineáris sebessége v, ezért áramot termel P

(4.1) P = F v

A fogantyú lineáris sebességgel kapcsolódik a lendkerék szögsebesség (Eq. 2.1) a sugara a cog (vagy csiga) r:

(4.2) v = ω r

A fogaskerék-mérete is meghatározza a kapcsolat, az alkalmazott erő F, valamint a keletkező nyomaték T a lendkerék:

(4.3) T = F r

Ha a lendkerék forgatja állandó szögsebesség, az alkalmazott nyomaték T (Eq. 4.3) egyensúlyban kell lennie az átlagos húzza nyomaték (Eq. 3.4):

(4.4) F r = k ω2

Tehát a hatalom P szükséges az evezős (Eqs. (4.1) a (4.2)):

(4.5) P = F ω r = k ω3

A hatalom (hozzávetőlegesen) kapcsolódó, hogy a kocka, a lendkerék sebesség

(hasonló a v3 kapcsolat hajó). Tehát, hogy a lendkerék forgatás kétszer olyan gyorsan, meg kell, hogy a kínálat 8-szor annyi energiát Ezt úgy lehet elérni, megfelezve a fogaskerék méret (így a markolat fordulatszám v ugyanaz marad, ha ω megduplázódik), valamint a kínálat, 8-szor annyi erő, vagy azáltal, hogy ugyanazt a fogaskerék méret (ebben az esetben a fogantyú sebesség is megduplázódott, hogy lépést tartani az új forgási sebesség), valamint a szállító 4-szer annyi erő, vagy különböző más kombinációk fogaskerék-méret (=kezelni sebesség) erő.


5. Változik a Cog

Néhány régebbi típusú erg lehetővé tette, hogy állítsa be a láncot a különböző méretű fogaskerekek annak érdekében, hogy változtassa a berendezést.

Tegyük fel, cog a fogaskerék sugara megváltozott r a r1. Fenntartani ugyanazt a lendkerék sebesség az alkalmazott erő F is meg kell változtatni, hogy F1 (Egyenlet segítségével. 4.4):

(5.1) F1r1 = k ω2 = F r

Átrendezése így az új erő F1:

(5.2) F1 = F r / r1

De egy adott lendkerék sebesség ω, változik a fogaskerekű is változik, a fogantyú fordulatszám v a v1 (Egyenlet segítségével. 4.2):

(5.3) v1 / r1 = ω= v / r

amely átrendezte, hogy az új kezelni sebesség v1:

(5.4) v1 = v r1 / r

Így segítségével F1 a Eq. (5.2) v1 Eq. (5.4), a teljesítmény P1 fenntartásához szükséges az eredeti sebesség az új fogaskerék:

(5.5) P1 = F1 v1 = ( F r / r1 ) ( v r1 / r ) = F v = P

vagyis ugyanaz, mint a régi hatalom. Hogy ezt a szót: bár lehet fenntartani egy bizonyos lendkerék sebesség kisebb erővel segítségével egy nagyobb fogaskerék, akkor kell alkalmazni, hogy ez az erő gyorsabb, hogy a hatalom (=erő x sebesség) szükséges tulajdonképpen ugyanaz marad.

Fogaskerék-mérete nem befolyásolja a kapcsolat között nyújtott teljesítmény, illetve a lendkerék sebesség.

Ez pontosan ugyanaz, mint a biciklizés más felszerelés vagy változó áttétel, vagy a hossza, egy evezővel.


6. Változik a Csillapítási

A levegő-ellenállás nyújt, a csillapítás által ellenőrzött csúszó nyílások, amelyek korlátozzák a levegő mennyiségét, hogy lesz ‘pumpált’ a ventilátor által. A Koncepció Modell C-on, majd később, a szellőző beállítás vezérli a kart a pozíció 1-10 (1=legkisebb, 10=legnagyobb).

Változik a levegő beáramlását a erg azt jelenti, hogy az állandó a egy Eq. (3.1) megváltozik. Mivel az állandó k egy Eq. (3.4) az arányos, ez megváltoztatja a drag nyomaték:

(6.1) D = k1 ω2

Ha ugyanaz a lendkerék sebesség ω fenn kell tartani, a hatalom szükséges P1 (Eq. 2.6), aztán által adott

(6.2) P1 = k1 ω3

Helyettesítő ω3 az Eq. (3.3),

(6.3) P1 = ( k1 / k) P

így, ellentétben a fogaskerék-változás, ezúttal a hatalom különböző.

Változik a csillapítási megváltoztatja a kapcsolat ereje, lendkerék sebesség

Vannak más, nem szándékos, módszereket, amelyek a lengéscsillapítás lehet változtatni: változások a súrlódás a csapágyak a korral, közel a falhoz vagy más ergometers, légnyomás, viszkozitás… ezen okok miatt a ergométer számítógépek nem intézkedést a ventillátor/kart a helyzetben, hogy meghatározza a csillapító nyomaték keresztül állandó, hanem használja egy közvetlen módszer, magyarázta a következő szakaszban.


7. Mérés a Csillapítási

Közben a “hasznosítás” fázis a stroke ciklus, nem a hatalom alkalmazni, hogy a lendkerék, így lassít. Ebben az időszakban csak a nyomaték által tapasztalt a lendkerék a csillapítás, így a Newton 2 Törvény:

(7.1) D = –I ( dω / dt )

Ha a változás mértéke a szögsebesség dω/dt (azaz lassulás) mérik, a tehetetlenségi nyomaték nem ismert l (a feltételezett állandó, ugyanaz minden flywheels ugyanazon modell), a csillapító nyomaték D lehet számítani.

Azonban, D maga a funkció a szögsebesség ω (Eq.3.4) szóval egy alapvető paraméter a “húzza tényező” a k

(7.2) k = – I ( dω / dt ) (1 / ω2 ) = I d(1/ω) / dt

ahol k sem lehet kiszámítani forgatás a forgatás segítségével az első kifejezés, átlagolt, vagy csak egyszer, az egész helyreállítási fázis segítségével a második kifejezés. A kiszámított ‘Húzza Tényező’ k is megjelenik a Koncepció monitor (egységek 10-6 N m s2), valamint a hasonló nevű ‘Ellenállás Tényező’ jelenik meg a Rowperfect monitor (attól tartok, nem tudom, az egység).

Mérése a csillapítás, a ergométer automatikusan kompenzálja a következő:

A dolgok, amelyek nem kompenzált vagy:

Az első két hatás nem kompenzált, mert nem befolyásolja a csillapítás, a második kettő kompenzált, mert ezek befolyásolják a tehetetlenségi nyomaték, ami feltételezhetően csak egy fix szám a csillapítás számítása. Amint azt a 4. szakasz, a látszólagos változás ellenállása változik a fogaskerék pusztán egy áttétel’ hatás (azaz független csillapító), így nincs korrekció szükséges figyelembe venni.


8. Mérés az áramellátást

Változtatható csillapító, a gyorsulás, a lendkerék dω/dt mérése során a stroke szakasz, valamint a kapcsolódó, hogy a nettó nyomaték (=alkalmazott nyomaték mínusz húzza nyomaték, Eq. 2.4):

(8.1) TD = I ( dω / dt )

Az energia, dE által szolgáltatott az evezős, hogy kapcsolja be a lendkerék egy szög dθ ezért adott (Eq. 2.5):

(8.2) dE = T dθ = I ( dω / dt ) dθ + D

= I ( dω / dt ) dθ + k ω2

ahol a feltételek vagy állandó (I), közvetlenül mért (ω,t,θ), vagy feltételezett állandó a származtatás során a korábbi helyreállítási fázis (k, lásd Eq.7.2). A Rowperfect egy kiegészítő kifejezés képviselő munka ellen, a feszültség, a sokk vezeték.

Az átlagos mellékelt hálózati löket majd egyszerűen osztásával kapott az energia löket E az időt, minden stroke ciklus t

(8.3) P = E / t

Lásd a Megjegyzést (2).


9. Jelezte, Sebesség (Osztja), valamint Távolság

Az Eq.(3.3) a tékozló hatalom egy ergométer kapcsolatban, hogy a kocka, a forgási sebesség (P=k ω3). Hasonló kocka törvény kapcsolatot tart szétszóródott, a hatalom, meg a csónak sebessége u (lásd az Alapokat, Eq. 2.2)

(9.1) P = k ω3 = c u3

Így természetes, hogy kapcsolódnak a ventilátor fordulatszámának ω jelzett lineáris sebesség u, ez a szám a forgatások θ, hogy a jelzett megtett távolság s:

(9.3) s = ( k / c )1/3 θ

(9.2) u = ( k / c )1/3 ω

Fix csillapítás nyújt (a régi Koncepció-Modell, valamint a WaterRower), ezek összefüggésben vannak az fix, állandó. Azonban a változtatható csillapító nyújt (Koncepció, B,C, Rowperfect), a fékezőerő k változhat, így a számítógép újra tudja értékelni ezeket a ‘mássalhangzók’ stroke stroke. Szóval, miközben a megtett távolság minden stroke kapcsolatos száma fordulatszám kiderült közben, hogy a stroke, a tényező lehet, hogy a változás egyik stroke, hogy a következő, ha k változások.

Az ábrán használt c-némileg önkényesen kiválasztott, hogy jelezze a ‘reális’ hajó sebessége egy adott kimeneti teljesítmény. Koncepció, hogy mondjon egy számot, c=2.8, amely egy 2:00 által 500m split (egyenértékű u=500/120=4.17 m/s) ad 203 Watt. Azonban Marinus van Holst (“Mögött Ergométer Kijelző“), azt hiszi, hogy a használt képlet egyenértékű

(9.4) P = 4.31 u2.75

ad 218 Watt 2:00 split (tapasztalatom szerint ez egy kicsit magas).

A Rowperfect feltétlenül használja a kocka törvény, hanem az c érték, állítható a különböző hajó-típusok evezős súlya, meg a szex.


10. Jelezte, a Hatalom Feltüntetett Sebesség (Osztja)

Még akkor is, ha a csillapítási tényező k állandó marad (Eq.9.1), ott nem lenne fix összefüggés az átlagos teljesítmény egy darabot, az azt jelenti, osztott vagy sebesség. Ez abból fakad, hogy a nem-lineáris kapcsolat hatalom sebesség (azaz P = c u3 inkább, mint a P = c u), operációs mind egy csapásra a következő belül egyedi mozdulatokkal.

Az esetben, evezős 1000 darab 4 perc, vagy (a) egy egységes arány 2:00/500m spárgát, vagy (b) evezés az első 500 méteren egy állandó, 1:50 lépést, a második fele meg egy stabil, 2:10. Egyenlet Segítségével. (9.1) Az átlagos teljesítmény mindegyik két darab lesz

(10.1) (a): P =c (500/120)3 = 72.34c

(10.2) (b): P =(110c/240).(500/110)3 + (130c/240).(500/130)3 = 73.86c

Ezért több energiára van szükség az azonos átlagos sebesség, ha a spárgát vagy egyenetlen (ez is igaz hajók: lásd Alapjai (Szakasz 5)).

Egy adott átlagos sebesség a jelzett átlagos teljesítmény egy darab magasabb lesz, ha az evezett páratlan osztja, mint még szakadások

Azonban még fenntartása állandó osztott, nem egy fix közötti kapcsolat erő, a sebesség változása miatt a sebesség alatt a stroke magát. A split származik a ventilátor fordulatszámának ω keresztül a stroke (Eq.9.2), miközben a teljesítmény arányos, átlag ω3. Így, például, evezés kisebb arányban vezet, hogy egy szélesebb változása ω egész stroke ciklus, így az átlagos ω3 lesz nagyobb, több energia szükséges fenntartani ugyanazt az átlagos sebesség. (A hajó feltételek, ezért a ‘csúszó-állványozó’ hajók fejlesztettek ki, hogy csökkentse a hull-sebesség változása során a stroke ciklus – Alapok, Szakasz 5).

Egy adott split, a megadott teljesítmény (de nem feltétlenül az evezős tényleges teljesítmény) alacsonyabb lesz a magas, mint az alacsony arány

Hatása szakasz 13 minősítés a tényleges teljesítmény az evezőst.


11. Hatalom kontra Jelezte, Kalória

A Koncepció Modell C is van a Kalória’ jelenik meg, mint egy (nagyon) durva útmutató, hány kalóriát tartalmaz egy átlagos egyén égett ki egy darabot. Ez nem ugyanaz, mint a mechanikai munka.
Mechanikai munka (W, típus, Energia) határozza meg, mint az átlagos Teljesítmény x idő:

(11.1) W = P t

Ha a Hatalom P Wattban mért értéke, t idő másodpercben, akkor a Munka W kapott a Joule. Szóval, evezés állandó 200W 30 percig, akkor létrehoz egy összeget a mechanikai munka

(11.2) W = 200 x 1800 = 360 000 J = 360 kJ

A fizika, a ‘kalória’, meghatározott mennyiségű hőenergia szükséges emelni a hőmérsékletet 1 program a víz által 1 fok celsius, így 1 kalória = 4.2 Joule. Dietetikusok, másrészt, használja a kifejezést, hogy ‘kalória’ másképp – a ‘kalória’ vagy 1000-szer nagyobb (a továbbiakban kiló-kalóriát’, kC), így elválasztó 360 kJ által 4.2 ad a mechanikai munka szempontjából az étrend kalória’: 85.6 kC

Azonban a fenti edzés valójában egy megjelenített érték megközelíti az 500 kC, azaz egy tényező, 5 – 6-szor nagyobb. Ez azért van, mert a számítógép megkísérli kiszámítani, hogy hány kalóriát éget el (hatékony kémiai energia, amely a zsírok, szénhidrátok), annak érdekében, hogy létrehoz a mechanikai munka. Használja a forma

(11.3) E = ( 4 W + 0.35 t ) / 4.2 [kC]

ahol E a megjelenített számot a kalória [kC], Beleértve a mechanikai munka kJ szerint kiszámított Eq. (11.1), t az idő másodpercben. Ez azt feltételezi, hogy a szervezet valójában igényel 4 egység kémiai energiát 1 egység mechanikai energia (azaz 25% – os hatékonyság), plusz a háttérben fogyasztás 0.35 kJ/sec (=300 kC/óra).

Hozzászólás Jon Williams a Concept2 (12 Aug 04)
A 300 kC/óra mindig is az volt a legjobb közelítés tartja életben ébren, illetve megy keresztül az evezős mozgás egy ésszerű stroke értékelje egy erg a lendkerék távolítani. Ez volt megérkezett a belső kísérletek, megfigyelések, adatok Fritz Hagerman, tanulmányok kelt Labdát Állam.

A fenti edzés ez ad

(11.4) E = ( 4.0 x 360 + 0.35 x 1800 ) / 4.2 = 493 [kC]

A ‘Kalória’ kimenet Fogalom ergométer egy hozzávetőleges útmutató kalória [kC] égett inkább, mint a mechanikus végzett munka


12. Dinamikus v. Statikus Nyújt

Alapvető különbség a lineáris mechanika egy “statikus” ergométer (mint Fogalom), valamint egy hajó illusztrálja az alábbi tesztet:

Ez egy olyan eredmény, az akció-reakció elv (Newton 3. Törvény). Az erő által alkalmazott, a lábad, hogy a hordágyat cselekmények egyaránt fel a hordágyat. A statikus esetben a hordágyat ténylegesen csatolt az egész bolygó, akkor nem mozog – a mozog. A dinamikus esetben a tömeg a hajó sokkal könnyebb (általában 10-20%), mint te, szóval mozog tovább, mint te.

Ez nem csak egy számít, a referenciakeret: a statikus (ergométer) ténylegesen elvégzi a munkát gyorsul a testsúly, mint a dinamikus (változó) esetében, ahol a munka megoszlik felgyorsítása, a hajót pedig a test ellenkező irányba.

A “dinamikus” ergométer, mint például a RowPerfect, kísérletek, hogy szimulálja a reakció hatása azáltal, hogy a hordágyat/lendkerék (együtt súlya körülbelül ugyanaz, mint egy sculling hajó) is szerelt vasúti tehát, hogy ők is felszívja a legtöbb mozgás. Elhelyezés a Fogalom a ‘diák’ is szimulálja, hogy ez a hatás, bár mivel a Koncepció erg sokkal nehezebb, mint egy sculling hajó, ez nem reális, mint a RowPerfect.

OK, ezek az elvek. Itt a matek …

Képzelje el, hogy valaki a tömeg Ma ül egy csónakban a tömeges Mb, kezdetben a többit majd elválasztja a központ a tömegek által távolság x a t idő állandó gyorsulás. Keresztül megőrzése, a lendület, a végső sebesség Va, Vb (mért ellentétes irányba), az egyes összetevők kap:

(12.1) Ma Va = Mb Vb

Mivel a teljes szétválasztás s elért egy idő t, állandó gyorsulással

(12.2) Va + Vb = s / t

Akkor a teljes mozgási energia E a végső állam (amely által szolgáltatott az evezős) által adott

(12.3) E = ½ Ma Va2 + ½ Mb Vb2

= ½ Ma Va2 + ½ (Ma Va) ( s/tVa )

= ½ Ma Va (s/t)

Üzembe néhány jellemző szám: Ma = 75 kg, t = 1 sec, s = 1 méter.

A statikus esetben Mb gyakorlatilag végtelen, Vb=0, így Va = 1 m/s,

(12.4) Static: E = 75 x 1 x 1 / 2 = 37.5 J

A dinamikus esetben, Mb = Ma/5, Vb = 5 Va ad Va = 1/6 m/s Vb = 5/6 m/s:

(12.5) Dynamic:E = 75 x (1/6) x 1 / 2 = 6.25 J

Ez egy statikus erg, az evezős van szükség, hogy hatszor annyi energiát gyorsuló/lassuló csak a testtömeg, mint egy hajót, vagy egy dinamikus erg, ahol az energia megoszlik a testtömeg, a hajó/erg.

Cas Rekers (tervező, a Rowperfect) végzett vizsgálatok összehasonlítása a ‘jelezte’, teljesítmény nélkül a lendkerék rögzített – a tárgy nyert mintegy 10-20% – os teljesítmény a második esetben, ami a további erőt, ami lehet alkalmazni, hogy a lendkerék, ahelyett, hogy gyorsul a testsúly.

Több energiát használnak fel felgyorsításával csak a test előre-hátra, mint gyorsul a test + (világosabb) hajó/erg ellentétes irányba.

Ez is az egyik oka annak, hogy a “fogás” a statikus erg érez viszonylag ‘laza’ ahhoz képest, hogy egy csónak: a kezdeti nyomás a láb, hogy ténylegesen használt lassult/felgyorsítja a test, így a gyorsulás a kezelni (ahogy megérezte által nyomás a kezét) csak akkor kezdődhet, ha a test irányt változtatott. A fogás a kezelni olyan, a ‘késői’ képest a fogás a hordágyat.


13. Hatása Értékelés

Köztudott, hogy a legtöbb erg world records (Fogalmak, legalább) értéke sokkal alacsonyabb, mint használt a verseny hajók felett események hasonló időtartama. Valószínűleg két oka

  1. Az evezés stroke vonul át egy szög, ezért kevésbé hatékony a vége, mint a közel – ergométer stroke egyformán hatékony minden része a stroke ezért előfordulhat, hogy hosszúságú, több haszon (plusz se hossza miatt vész el kell, hogy fedezze/kivonat a kard)
  2. Az evezős ergométer, hogy végezze el a további munka gyorsuló/lassuló a testtömeg minden stroke – egy hajó a test mozog, sokkal kevésbé képest a tömegközéppontja az egész rendszer, így kevesebb a büntetés a magasabb nézettség.

Itt egy durva számítás, mennyi energia elvész, az evezős ergométer, hogy gyorsítani/lassítani a testtömeg minden stroke-ot, Ha a minősítés R (stroke/perc), majd az idő, t [s] minden stroke:

(13.1) t = 60 / R

Feltételezve, hogy az evezős mozog fel-vagy lefelé a dia egy távolságot, s ugyanabban az állandó fordulatszámú, a stroke, valamint a hasznosítás, valamint a változások irányát, azonnal (!) mindkét végén, a sebesség v lesz

(13.2) v = 2 s / t = 2 s R / 60

Egy evezős m tömegű, a Kinetikus Energia társul ez a mozgás:

(12.3) U = ½ m v2 = 2 m ( s R / 60 )2

Feltételezve, hogy ‘rugalmatlan’ vége a stroke (azaz nem ugrál a fogás), akkor az evezős, tömege m, kell, hogy elegendő mennyiségű munka, hogy újra a kinetikus energia U minden egyes alkalommal, amikor változtatni irányba, kétszer minden stroke, igénylő munka arány (= hatalom)

(13.4) P = 2 U ( R / 60 ) = 4 m s2 ( R / 60 )3

Próbáltam néhány számot: m=75 kg, s=1 m, R=30 str/min, ez ad

(13.5) P = 4 x 75 x (1)2 x (30/60)3 = 37.5 W

(Vegye figyelembe, hogy ez ugyanaz a válaszom, mint Eq. 12.4, amely valójában származó ugyanazon feltételek). Szóval a fenti evezős költ 37.5 W csak fel-le mozgatásával a csúsztassa az arány 30 (még akkor is, anélkül, hogy a gazdaságot, hogy a fogantyú).

Vegye figyelembe, hogy a sebesség jelenik meg, mint egy kocka kifejezés: változik az arány a 30 36 (egy tényező 1.2) az eredmények tényező (1.2)3 = 1.7 növekedés a hatalom elvesztése. Hasonlóképpen, értékelés 24 helyett 30 fogyaszt (0.8)3 = 0.5 – csak a fele annyi erő elveszett.

Fontos megjegyezni, hogy a megjelenése a stroke-hossz távú s2 – magasabb sportolók fog szenvedni, egy sokkal magasabb arány, mint a rövidebb sportolók.

Van még pár hatások, amelyek figyelmen kívül hagyták minden, ami valószínűleg kisebb, meg is semmisítheti meg, hogy bizonyos mértékig a stroke ciklus (vagyis az energia egy részét elvesztette visszanyerte más része a stroke-ot).


14. Hatása Magasság

Egy közelítő képlet a változás mértéke a levegő-nyomás p magasság:

(14.1) p = p0 exp(-z/7000)

ahol p0 a tengerszint nyomás (kb 1000mb) s z a magasság tenger szint felett fekszik.

Önkalibráló nyújt, mint például a Koncepció, RowPerfect volna kompenzálni ezt számító csökkentett húzza tényező ( szakasz7), még adnak pontos mérése a munka.

Eq. (14.1) megfelel egy nyomás csökkenés 1% minden 70m növelése magasság. Ez azt jelenti, hogy egy adott tüdő-kötet, a légzés arány, az oxigénmennyiséget, a véráramba is csökkentése 1% – kal minden 70m. Ha oxigénfelvétel a tüdőn keresztül a korlátozó tényező az aerob teljesítmény, akkor elvárható, hogy a erg teljesítmény pontszámok leesik ugyanazzal a sebességgel (vagy a részidő, hogy növelje 1% – kal minden 210 m köszönhető, hogy a kocka közötti kapcsolat, erő, sebesség, Eq. 4.5). E. g., a Denver (magasság 1500m), a légnyomás csak 80% – a a tengerszint érték, tehát bárki halad a tenger szintje, valamint próbálok egy távolsági erg valószínűleg megtalálja az áram 20% – kal csökkent (vagy szer-kal nőtt, körülbelül 7% – ot).

Hasonlóképpen, valaki mozog az ellenkező irányba (1500m le, hogy a tenger szintje) talál 25% – kal több oxigén minden fújással a levegő.


15. Szószedet használt Forgási Mechanika

Forgatási Szög (θ) (Egység: radián, Lineáris analóg: Elmozdulás, vagy Távolság)
Szögletes helyzetben. Hagyományosan ‘kifejezni’,1 forradalom = 2π radián, 1 radián = 180/π (kb.57) fok.

Szögsebesség (ω) (Mértékegysége: rad/s, Lineáris analóg: Velocity)
Változás mértéke az elforgatás szöge az idő. Is lehet mérni fok/másodperc vagy fordulat/perc, stb. de egy előnye, hogy a rad/s, hogy ad egy közvetlen átalakítás sebessége v (m/s): = ω r

Szögletes Gyorsulás (b) (Mértékegysége: rad/s2, Lineáris analóg: Gyorsulás)
Változás mértéke a szögsebesség az idő: b = ( dω / dt )

A Tehetetlenségi nyomaték (I) (Mértékegység: kg. m2, Lineáris analóg: Tömeg)
Összege (Tömeg x négyzetes távolság a forgástengely) minden tömeg eleme a rendszer. E. g. egy vékony gyűrű tömege 10 kg sugara 10 cm, a tehetetlenségi nyomaték: 10 kg x (0,1 m)2 = 0.1 kg.m2. Más formák, mivel a tömegeloszlás m(r) függvény az r sugarú, egy integrációs ∫ dI = ∫ r 2 dm szükséges. Egy lemez, ez biztosítja a I = ½ m a2, ahol a sugara a lemez.

Impulzusmomentum (J) (Mértékegység: kg m2 rad / s, Lineáris analóg: Lendület)
A termék a Tehetetlenségi nyomaték x szögsebesség.

Nyomaték (T,D) (Egység: N. m, Lineáris analóg: Erő)
Termék Erő x távolság a forgástengely, ahol az erő alkalmazása. E. g. ha 10 N erőt alkalmazni keresztül egy fogaskerék a sugara 3 cm, a Nyomaték 10 N x 0.03 m = 0.3 N. m .


Megjegyzések

  1. D = k ω2 csak igaz a ‘folyadék’ csillapítás: egyéb csillapítási mechanizmusok, pl. elektro-mágneses vagy súrlódás öv, kövesse egy D = k ω kapcsolat. Egy adott kezdeti értéke D, s ω, mint ω növeli során a stroke, a k ω csillapító növeli a drag lassabban, mint egy k ω2 csillapító, ezért ad egy “könnyebb” érzem magam a célba.
  2. Hasonló választ kaphatunk, egyszerűen átlagosan P = k ω3 egész stroke ciklus. Ez azonban nem veszi figyelembe további kinetikus energia, ami bele a lendkerék, hogy az adott stroke, Eq.(8.2) pontosabb, akárhogy is, mivel a (domináns) első kifejezést származik Newton 2. Törvény (átfogó), míg a D = k ω2 a kapcsolat csak egy közelítés.

Szerző:
Anu Dudhia.

Eredetileg a http://eodg.atm.ox.ac.uk/user/dudhia/rowing/physics/ergometer.html. Készítette http://hunsci.com