Bagaimana cara sepeda menyerap semua energi saat mendarat dari setetes besar?

Ada banyak video yang menunjukkan BMX / freeride / downhill dll. Pengendara melompat dan turun dari ketinggian. Bagi penonton yang tidak profesional, mereka tampaknya mustahil bertahan hidup. Dari sudut pandang fisik, sepeda mencapai tanah dengan energi kinetik yang diberikan yang tergantung pada ketinggian drop dan pada massa gabungan dari pengendara dan sepeda. Di mana semua energi ini hilang? Saya berasumsi bahwa sebagian besar energi ini diserap di sepeda, dan sebagian oleh pengendara. Bagaimana energi ini didistribusikan di berbagai komponen sepeda?

Fisika!
Mendarat lompatan besar adalah tentang menghilangkan inersia yang diciptakan oleh gravitasi tua yang sial dalam perjalanan Anda kembali ke bumi. Semakin baik Anda menghilangkan inersia itu, semakin besar peluang Anda untuk tidak bunuh diri.
Ada beberapa faktor yang berperan di sini:

• Transisi Pendaratan.
  Pendaratan hampir selalu miring ke bawah. Kombinasikan momentum maju dengan lereng bawah dan Anda memiliki pendaratan yang jauh lebih lembut daripada pendaratan di tanah datar. Itulah salah satu alasan utama Anda melihat pengendara terluka ketika mereka melampaui transisi pendaratan.
• Penangguhan.
  Sedikit penskorsan berjalan jauh, dan banyak penskorsan melangkah lebih jauh. Jumlah dampak redaman yang bahkan satu inci dari pemberian akan memberikan sangat besar. Pikirkan tentang bagaimana rasanya jatuh ke belakang ke kasur vs jatuh ke belakang ke rumput tinggi atau salju, jaraknya sama. Memberi permukaan lunak mengurangi kecepatan Anda dan menghilangkan kelembaman yang membuat Anda tidak bisa membuka kepala seperti halnya pada beton. Motor besar dapat memiliki 8 atau 10 inci (atau lebih) perjalanan suspensi. Itu banyak perjalanan untuk menghilangkan dampak. Bahkan ban memberikan sedikit squish yang sangat penting bagi pengendara BMX (dan itu juga mengapa pengendara sepeda gunung yang kaku cenderung menjalankan ban volume yang lebih besar).
• Pendaratan yang Tepat (cara Anda memanfaatkan sepeda dan suspensi sepeda)
  Perhatikan bagaimana sebagian besar pengendara akan mendaratkan roda belakang ke bawah terlebih dahulu, terutama pada pendaratan yang lebih rata yang umum dalam uji coba dan BMX jalanan. Ini semakin mengurangi dampak karena pengendara dapat, dengan cara, memanfaatkan pemberian bagian depan dan belakang sepeda secara berturut-turut. Ini efektif untuk sepeda yang kaku dan yang ditangguhkan. Dengan mendarat di roda belakang terlebih dahulu, Anda dapat menggunakan sepeda sebagai pengungkit - menyerap sebagian benturan dan mengurangi kecepatan tubuh Anda sebelum roda depan mendarat. Ini tercapai jika berat badan Anda seimbang dengan menguatkan terhadap pedal dan setang. Efeknya bahkan lebih besar untuk sepeda dengan suspensi. Saat roda belakang menabrak, guncangan belakang menyerap apa yang dapat terjadi, kemudian roda depan turun dan garpu semakin menanjak. Bandingkan ini dengan pendaratan yang benar-benar rata (kedua roda pada saat yang bersamaan) di mana sepeda hanya akan memberikan suspensi sebanyak kira-kira perjalanan rata-rata dari kombinasi guncangan depan dan belakang, atau untuk sepeda yang kaku, hanya sebanyak ban akan memberi (aduh!). Mendarat roda belakang pertama tidak berarti Anda mendapatkan dua kali lipat perjalanan, tetapi tentu saja memberi sepeda lebih banyak waktu untuk menghilangkan kekuatan pendaratan.
• Lutut dan Siku (bahkan lebih banyak suspensi)
  Sungguh, ini termasuk sebagian besar sendi Anda - bagian tubuh mana pun yang dapat melenturkan dan bergerak untuk menyerap dampaknya. Anda tidak melihat pengendara mengambil lompatan besar dan mendarat duduk. Itu karena mereka menggunakan lengan dan kaki mereka untuk mengambil dampak sebanyak mungkin yang tidak bisa dilakukan oleh sepeda.

Ketika Anda menggabungkan semua elemen ini dalam harmoni, Anda memiliki jumlah gerakan yang sangat substansial, dan meskipun hanya membutuhkan sepersekian detik untuk mendaratkan lompatan besar, itu cukup waktu untuk memperlambat massa pengendara dan mencegahnya menjadi tempat minyak di bagian bawah The Tooney Drop .

Anda menyebutkan ENERGI KINETIK, yang jelas harus pergi ke suatu tempat. Kadang-kadang Anda mendapat sambutan, dan sepeda datang dengan kecepatan, tetapi kadang-kadang, seperti dalam uji coba sepeda, sepeda mendarat "datar" di atas beton polos. Kadang-kadang, juga, orang bebas mendarat di beton datar dengan cepat, dan setidaknya komponen vertikal dari energi kinetik drop itu hilang.

Saya akan mengatakan hanya ada tiga tempat di mana energi ini dapat pergi:

1. Sebagian besar dinetralkan oleh kekuatan perlambatan yang diciptakan oleh pengendara. Semakin banyak teknik dan gaya, semakin banyak energi yang bisa diserap. Biasanya itu berarti otot ekstensor melakukan kontraksi eksentrik (memberikan kekuatan saat diregangkan, sehingga dapat mendekekrasi / menentang gerakan sendi). Ini menyiratkan pengeluaran energi oleh sel-sel otot, yang berasal dari kalori makanan. Jika dropnya tinggi, sebagian besar pembalap percobaan lebih suka mendarat di belakang terlebih dahulu, sehingga mereka memiliki lebih banyak waktu untuk bertindak dengan kekuatan yang sama, dan lebih banyak kelompok otot untuk bertindak selama setiap bagian pendaratan (ini sangat cepat, dan harus dilakukan dengan baik keterampilan latihan).
2. Pada sepeda dengan suspensi, BANYAK energi kinetik mungkin "menghilang" di dalam damper karena aliran oli kental berkecepatan tinggi, yang meningkatkan suhu oli. Suspensi tumpangan bebas perjalanan besar ekstrem modern memiliki banyak oli di dalamnya, bekerja dengan kecepatan aliran yang lebih rendah (lubang yang lebih besar, lubang katup yang lebih besar) sehingga oli tidak mencapai suhu terlalu tinggi.
3. Akhirnya, deformasi antarmuka ban / medan mungkin menyerap banyak energi, dan mengurangi dekcelerasi puncak (dampak) dari pendaratan. Contoh pendaratan yang baik adalah pasir pantai yang lembut, rumput, dan beberapa jenis lumpur.

Penting untuk menyebutkan bahwa elemen-elemen kaku sepeda (rangka, roda) tidak memakan energi kinetik, hanya mengirimkan gaya ke tempat lain. Juga, hanya untuk menambahkan apa yang dikatakan @ jm2, sendi hanya mentransmisikan kekuatan dan (untungnya) tidak mengambil jumlah energi yang signifikan: energi kinetik pendaratan dibatasi oleh kontraksi otot yang bekerja melalui sendi.

Seperti yang sudah dinyatakan oleh jm2 ... ada banyak alasan pengendara dapat mengambil tetes yang lebih besar. Namun karena pertanyaan Anda adalah bagaimana cara didistribusikan ...

Lihatlah lengan ayun sebagai contoh ... tumbukan vertikal sepeda menyebabkan bagian bawah belakang bergerak ke atas dari titik pivot di engkol. Gerakan itu (kekuatan) diarahkan ke tetap belakang atas dan dipindahkan ke goncangan yang menyerap sebagian besar gaya sebelum akhirnya mentransfer jumlah terakhir ke tabung kursi pada sudut tegak lurus ke pengendara tidak naik melalui pengendara.

Itu sebabnya kekuatan penuh tidak ditempatkan langsung di kaki pengendara.

Geometri adalah apa yang membagi bagian singa menjadi guncangan 10 inci yang memungkinkan pengendara untuk turun 20 kaki tanpa merusak sepeda terlebih dahulu dan kemudian dibiarkan dengan jumlah energi yang jauh lebih kecil untuk menyedot kaki dan lengannya.