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Cellule de charge miniature pour mesurer le dérapage en patinage de vitesse

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Bei schnellen Ausdauersportarten wie Rennradfahren, Handbikefahren und Speedskating wird üblicherweise in Gruppen gefahren. Dabei können die Fahrer hinter der führenden Person den Windschatten ausnutzen und so Kraft sparen. Diesen Effekt hat eine Schülerin des Maximilian-von-Montgelas-Gymnasiums in Vilsbiburg genauer untersucht.

Dans les sports d'endurance rapides comme le vélo de course, le handbike et le patinage de vitesse, on roule généralement en groupe. Dans ce cas, les coureurs qui se trouvent derrière la personne de tête peuvent profiter de l'effet d'abri et ainsi économiser de l'énergie. Une élève du lycée Maximilian-von-Montgelas de Vilsbiburg a étudié cet effet de plus près.

Elle a d'abord étudié les fréquences cardiaques que les coureurs ont à différentes positions, afin de pouvoir conclure à un effort moindre et donc à une dépense d'énergie plus faible. Cette manière de déterminer l'économie d'effort s'est toutefois révélée difficile, car les phases de récupération et les capacités individuelles jouent un rôle important, c'est-à-dire qu'un homme ne fonctionne pas comme une machine.

Afin d'étudier le phénomène d'un point de vue physique et de pouvoir constater des différences quantitatives, l'effet de la force sur un modèle composé de deux cylindres placés dans des positions différentes sur une plaque a été testé en soufflerie. On a pu très bien voir comment la force totale augmente avec la distance entre les cylindres. De plus, on a pu constater que même le premier conducteur doit appliquer une force un peu plus faible lorsqu'un autre conducteur se trouve directement derrière lui.

Ces résultats peuvent être justifiés par le sillage, des tourbillons derrière le corps contourné. En outre, lorsque le vérin est positionné légèrement en biais, la force augmente plus rapidement lorsque la distance verticale est faible que lorsqu'elle est plus grande. En outre, il a été établi que le cW du vérin utilisé est environ quatre fois supérieur à celui d'une petite voiture.

Structure du modèle

Le cylindre est fixé au centre d'une plaque dans la partie avant. Cette plaque dispose d'un motif de trous permettant de visser un autre vérin dans différentes positions. La plaque possède des roulettes qui se déplacent dans les rails d'une deuxième plaque de même taille. Ainsi, la plaque inférieure peut être collée au fond de la soufflerie, tandis que la plaque supérieure est encore libre de se déplacer. Le soulèvement de la plaque supérieure sous l'effet du courant est empêché par des équerres qui font en sorte que la plaque ne se déplace que dans le sens horizontal.

Entre les deux plaques se trouve un capteur de force "ALS251" de la société Althen GmbH Mess- und Sensortechnik, une jauge de contrainte qui se déforme lorsque la plaque supérieure se déplace sous l'effet de la force exercée par l'afflux d'air sur le cylindre.

ALS251 Miniature Load Cell

  • Stainless Steel
  • Low Power Consumption
  • Long term stability
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