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一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗

前幾天有車友問 Youbike 跟 公路車 有什麼差別?

大家都很熱誠,給了很多建議。

不過,本魯是物理學系畢業生,雖然畢業超級久了,該忘的都忘光了,但是血還流著物理血,靈魂也是物理魂,因此,覺得何不來個有趣科學實驗。

因此,開始進測試.... Let's go

直接先給測試結果~

一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗


[Youbike] - 三次測試結果非常接近,都是滑行至福和橋前

一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗

一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗

[GPS圖+數據] - https://www.strava.com/activities/3890619346 (完整版)

一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗

[公路車]

一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗

一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗

[GPS圖+數據] - https://www.strava.com/activities/3895127947 (完整版)

一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗

實驗方式

1. 從公館自行車道的水源坡的最高點,自由下滑,過程完全不施加外力
2. 循正常走線
3. 起點固定在樓牌前的人孔蓋上
4. 滑行到倒車為止
5. 循跡固定,直線前進,倒車前不扭車
6. 如遇到途中狀況,中斷測試,重新開始
7. 每一個車款,一共測試三趟

出發地點

一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗

出發點的視角

一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗


騎姿與裝備

1. 騎姿:Youbike平常怎麼騎,就怎麼騎,公路車也是,我是握上把。
2. 配備:公路車多帶了一支水壺,其餘,與平日騎車一樣。
3. 車衣與安全帽:都有戴安全帽,有穿車衣。

實驗車輛

1. Youbike 1.0 橘色款
2. 公路車,就一般公路車,鋁框,爬坡框,無空力加持

騎士

1. 80公斤
2. 175公分

感覺這實驗很有趣,於是再加碼了一個~超低風阻騎姿的測試,果然,真的很不一樣。

一個有趣的實驗:Youbike 與 公路車 的滑行距離實驗

後記

1. 這個路段並非完全平整,這對公路車的測試結果有影響,有更理想的測試路段,歡迎在下方留言推薦一下。
2. 歡迎接龍,這個測試很趣呢,也會幫助了解自己公路車的車況。
2020-08-11 9:58 發佈
acer wrote:
前幾天有車友問 Youbike...(恕刪)

我想看超人式
想看發電花鼓輪組在公路車的滑行實驗,Ubike發電前輪是24吋又是羅拉剎車要換比較麻煩,公路車換成菜籃車的發電花鼓輪組比較容易。
很有趣~ 加分先
Pooky wrote:
想看發電花鼓輪組在公(恕刪)


哈哈,很棒的提醒。

公路車來這裡測試,測試距離比 Youbike 還短,旁邊新店溪,請直接丟了,好嗎!(開玩笑的喔,別當真)

樓下繼續...
菜叫菜逼巴 wrote:
我想看超人式(恕刪)


女超人可以嗎?

印象中古早國中物理(或許小學)就有摩擦力對物体滑行距離的影響
烏都禾黑 wrote:
印象中古早國中物理(...(恕刪)

空氣阻力暫時省略。
位能轉變為動能,動能被摩擦力消耗完,車就停止。youbike 車身比公路車重,所以位能比公路車高。
因為youbike 有內變速器,也會造成能量損失。
輪胎與地面間的摩擦力,公路車的摩擦力較小。
公路車輪組重量又比youbike 輕,綜合各種因素,公路車 相對youbike 騎起來當然較省力。
DAVIDC2924 wrote:
空氣阻力暫時省略。位(恕刪)


在這個實驗,已經設定,完全不踩踏,因此,傳動系統完全不作用喔。

這個實驗主要變數是『輪組』『輪胎』『騎姿(空氣阻力)』這三個,也是這三個因素形成摩擦阻力。

此外,重量在完全無阻力的條件下,不會造成速度差異,重的 vs 輕的,掉落的速度都是一樣的,因為加速度一樣是 g,在這個實驗之中,作功的力量也是一樣的喔(g * slope)。

但是,重量會造成摩擦阻力的差異,最主要的是輪胎被壓的比較扁,阻力就會比較大,但是,摩擦阻力受到眾多變數的影響,因此,直接看結果。

這個實驗有二個對照組,一個是 "Youbike 1.0" 另外一個是 "一般公路車(鋁框、爬坡框)",自己做實驗是最直接,實際體驗自己的車子與對照組的差異囉。如果在南台北,可以在同一個地方實驗,或是找一個安全的地方,使用 Youbike 為對照組一樣可以做實驗的,這也是這篇實驗文章的主要科學設定 - 一個可容易取得的參考對照組 & 實驗模式。

最後,實驗文中已經提及,這個路段並不是完全平整,仍有細微的凸起,即便只是 < 1% 甚至更小的坡度,公路車組,在這個實驗過程仍然會感受得到。這仍待下一個實驗,目前會認為,在完全平整的實驗場地,二者的滑行距離的差距會縮小一些。
acer wrote:
在這個實驗,已經設定...(恕刪)

物體在高處所具有的潛在能量,此能量具有作功的能力,稱為「位能」。
例如水庫用位能發電。
位能 = =mgh
h 為高度差 , mg 為物體重量
重力位能的例題:有一物體質量為10kg,距離地面高度為 5m,則此物體具有的重力位能為多少?
10x 9.8 x5 = 490 焦耳

如果 youbike 重量 15公斤 , 公路車 10 公斤

但是有人乘坐要加上 體重, 例如 80 公斤
80+10 = 90, 80+15 =95 ,位能比例 1.05
youbike 重力位能是公路車 1.05 倍,位能被摩擦力消耗完就停止,這叫能量守恆定律。
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