Force de freinage vtt

[black.babar]

Bonjour,
J'essai de calculer la force de freinage d'un vélo.
C'est à dire avec 300N au départ qui s'appliquent sur le levier (action de l'homme), combien j'en ai au niveau du cable? Puis combien j'en ai au niveau des patins?

Données:
Masse VTT=16.84kg
Masse cycliste=75kg
Vitesse initiale=40km/h=11.11m/s

J'ai des résultats qui me semblent pas du tout correctes.
Voici ce que j'ai fais.

- Force du câble sur le levier de freinage:
on a un moment suivant l'axe de rotation du levier.
moment=force * bras de levier1 (perpendiculaire à la force de la main)
moment=300*7,2.10^-2
moment=21.6N/m

puis

force=moment/bras de levier2 (perpendiculaire à la force du câble sur le levier)
force=21.6/3.5.10^-2
force=617.1N

Jusque la ça va: ça veut dire que lorsque je sert de 300N mon frein, la force du cable est de 617.1N.

- Force des patins
On a un moment suivant l'axe de rotation de l'étrier.
moment=force*bras de levier3 (perpendiculaire à la force du câble)
moment=617.1*10.5.10^-2
moment=64.8N/m

puis

force=moment/bras de levier4 (perpendiculaire à la force des patins)
force=64.8/3.1.10^-2
force=2290.3N

C'est ENORME! où est mon erreur? ça voudrait dire que lorsque je sert de 300N mon frein, mon système de freinage avec les patins multiplie par 7.6 ma force!?

SVP aidez moi c'est urgent!
Merci beaucoup.
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[Dynamix]

ça voudrait dire que lorsque je sert de 300N mon frein, mon système de freinage avec les patins multiplie par 7.6 ma force!?

Non , ça veux seulement dire que si tu freines comme un malade tu passes par dessus le vélo .
Si tu avais fait du vélo tu saurais qu' il faut doser judicieusement le freinage si on veux éviter de se retrouver à l' hôpital .
Freine moins fort , réparti bien ton freinage avant/arrière et tout ira bien .

De toutes façons si tu freines trop fort , tu patines et c' est inefficace .
Tu devrais plutôt partir de la limite de patinage ou de la limite de basculement pour trouver la force à appliquer à la poignée . Ce qu' un cycliste fait instinctivement et sans calculs .

[black.babar]

Merci pour ta réponse.
Ce n'est pas des conseils de conduite qu'il me faut ^^.
Comprends-tu mes calculs?
Oui je sais que si je freine trop fort du frein avant je passe par dessus mais ce n'est aps ma question.
Cordialement.

[Dynamix]

[QUOTE=black.babar;5198046]
Comprends-tu mes calculs?
/QUOTE]
Rassure toi , je les comprend parfaitement .
Je comprend que tu as beaucoup de force dans les mains (potion magique?)
Je comprend l' énormité de ta force de freinage qui vient de cette force herculéenne que tu as dans les mains .
De ton coté tu devrais essayer de comprendre comment se passe le freinage d' un vélo .

[A voir en vidéo sur Futura]

[black.babar]

Re,
Ben sur mes fiches il est dit que la force de serrage d'une main peut atteindre 400N soit 100N par doigts.
C'est le sujet ce que j'essai de faire.
Merci.

[Dynamix]

Même si ta main est capable d' exercer une force de 300 N sur la poignée , ça ne veux pas dire qu' va le faire .
Ton calcul , s' il est juste donne la force maximum de freinage que tu pourrais obtenir si tu exerçais cette force sur la poignée .
Mais aucun cycliste ne s' amuserait à faire ça .

Je viens de regarder ton calcul .
Dans le principe il semble juste , mais le résultat c' est la force du patin , pas la force de freinage .
Pour avoir la force de freinage , il faudrait connaitre le coef de frottement du patin .

[1max2]

Bonjour, mais il y a beaucoup de bras de levier chez vous, je regarde mon vélo de route et je ne vois que 2 rotations, une sur la poignée, une sur l'étrier ...
A moins que vous ayez traité la roue comme bras de levier .
Pour calculer une force, je ferais le rapport gros bras/petit bras . (grand rayon/petit rayon )
Pour mon frein avant je mesure environ 12cm/3cm=4 pour le premier rapport; mais mes doigts ne peuvent se mettre au bout , à 12 cm , on table plus sur 9 avec un rapport de 3 alors .
Puis 7/4=1.75 pour l'étrier , ce qui fait une multiplication de 3x1.75=5.25 de la force des doigts au final. Avec 300N avec les doigts on obtient 1575 N
Attention c'est la force des patins, (comme indiqué par Dynamix) et non la force qui freine au final le vélo !
Je n'ai jamais résolu ce problème, mais il semble que l'on puisse avoir la force que l'on veut ,avec en imaginant, par exemple, des patins qui font toute la circonférence du vélo . On freine alors et tout le monde passe par devant , la roue est bloquée !! .
Le coefficient de frottement caoutchouc -alu ,(0.5) ne semble pas suffire !
En tous cas, le patin frottant sur la jante est proche du pneu , qui a une vitesse tangentielle identique à la vitesse du vélo (hé oui , c'est une propriétée méconnue du système de la roue !) , contrairement au disque ,vers le centre , si l'on obtient la force de freinage sur la jante, elle se transmet sur le vélo dans un rapport rayon de la jante/rayon de la roue +pneu , presque 1 !

[Dynamix]

Un autre moyen de traiter le problème serait de mesurer les déplacements .
Tu considère un point moyen sur la poignée ou s' applique la force de 300 N (à 90 mm suivant les données de 1max2)
Quand il se déplace de x le patin se déplace de y .
Le rapport x/y te donne le rapport des forces .