死に挑むバイクのスタントの背後にある科学について議論します。死の壁。ライダーは、垂直の壁の円形の経路をたどっている間、どうやってトップに留まることができますか?
バイクのライダーが隣り合わせに駐車されたトラックの列を飛び越えたり、別の向こう見ずな人が火の輪を飛び越えたりするなど、乗り物を使った死に挑むスタントがたくさんあるカーニバルに行ったことがあるなら、おそらくあなたは死の壁を知っている（または少なくとも聞いたことがある） .この驚くべき光景を完全に理解するために、モーターサイクリストがよく行うこの野生のスタントの背後にある科学を見てみましょう.
死の壁とは?
ウォール オブ デスは、直径 20 ～ 36 フィートの木製のシリンダーが特徴のカーニバル ショーです。シリンダー内では、モーターサイクリスト (または車などの他の自動車のドライバー) がシリンダーの垂直壁に沿って乗り、その間にさまざまなスタントを実行します。ウォール オブ デスは、モータードローム、サイロドローム、ウェル オブ デスなど、他の多くの名前でも知られています。
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このスタントの最も明白な魅力は、ライダーが落下することなく垂直な道をスピードを上げて走り回っているという事実です。二輪車恐怖症の人は、地面に垂直な道はもちろん、平らな道で自転車に乗ることがいかに難しいかを正確に知っています。言い換えれば、このスタントはスリル満点のディスプレイになります。
死の壁の背後にある科学
さあ、物理学のキャップをかぶって、この円筒形の謎をより深く掘り下げることができるようにしましょう.
自転車が壁の上を移動するとき、さまざまな力が作用します。これらには、自転車から壁に向かって下向きに作用する重力、壁が自転車のタイヤに対して及ぼす摩擦力、および壁が力を受けたときに壁が垂直方向に押し戻す通常の反力が含まれます。また、求心力もあり、自転車がトレースする円形の経路の中心に向けられます。
画像ソース:http://physics.mut.ac.th
垂直な壁で水平な円を描く自転車の場合、通常の反作用 (N) は、円の動きを維持するのに十分な力を供給する係数です。また、自転車が壁を滑り落ちないという事実は、摩擦力と重力が互いに釣り合っていることを意味します (上の図に示すように)。
つまり、重力と摩擦力の 2 つの力は反対方向に作用し、互いに補償し合いますが、壁からの通常の反作用が自転車を動かし続けます。
しかし、それはそれほど単純ではありません。自転車のタイヤにかかる摩擦力は、円に沿って移動する自転車の速度に依存します。これは、最大の摩擦力を生成し、重力を効果的にバランスさせるバイクの最小速度が必要であることを意味します。重力が大きくなると、バイクが滑り落ちてライダーが脱落するため、これは非常に重要です。摩擦は速度が上がるにつれて強くなりますが、速度が上がるにつれて、ライダーが車両を安全に操縦することがますます難しくなります。
逃したポイント
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上記の力のシステムは、点質量、または全体の質量が単一の点に集中しているオブジェクトについて話している場合に当てはまり、平衡を保ちます。この場合、すべての力はその一点に作用します。ただし、バイクの場合はこの限りではありません。摩擦力はタイヤに作用しますが、重力はバイクとライダーの両方で構成されるシステムの重心を通して作用します。 3 つの力は釣り合っていますが、同じライン上にないため、自転車は回転する傾向があり、回転効果が生じ、最終的には落下につながります。これらの勇敢なライダーを安全に保つために、この異常を補償する必要があります!
学習は秘密です
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この危険な回転効果に対抗するために、ライダーは垂直から斜めに傾く必要があります。これにより、壁からの通常の反作用により、反対方向に回転する傾向 (トルク) が生成されます。ライダーが正しい角度で曲がると、トルクは完全にバランスが取れます。したがって、自転車に回転や回転の影響がなく、印象的なディスプレイが継続できます。
ただし、ライダーが正しい角度以外で傾くと、トルクのバランスが崩れてバイクが回転し、転倒します。したがって、ライダーは余分なトルクを供給してバランスを維持するために、反対方向により強く押す必要があります。
これらすべてを聞いた後、次にカーニバルやバイク ショーに参加するときは、まったく異なる体験をするかもしれません。一見、不可能で死に挑むスタントのように見えるものは、実際には力とトルクの複雑なセットが調和して働いているのです。もちろん、その円筒形の乗り物を飛び回るライダーのスキルと根性も大きな役割を果たします!
