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タイヤの空気圧はホイールの重さにどのくらい影響するのか

Kind of inspired by この質問 , but something I’ve been thinking about a while. それは相当な量なのでしょうか?80psiで28cのように幅の広いタイヤを使った方が、100psiで25cのタイヤよりも軽くなるポイントはありますか?明らかに、これは使用する特定のタイヤに依存します。私は測定するのに十分な正確なスケールを持っていませんし、これを解明するための数学や物理学の知識も持っていません。

回答 (1)

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2014-04-19 15:58:14 +0000

理想気体の法則](http://en.wikipedia.org/wiki/Ideal_gas_law)(この場合の近似値)はPV=nRTとなっており、Pは圧力、Vは体積、nは気体のモル数、Rは[理想気体の法則定数](http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_constant)、Tはケルビン温度です。そこで、空気が分数{p1,p2,…}の{gas1,gas2,…}からなるとすると (だからp1+p2+…=1)とモル質量{m1,m2,…}で構成されているとすると、タイヤの空気の質量は(PV/(RT))(p1m1+p2m2+…})となります。つまり、タイヤ内の空気の質量は、タイヤの体積とタイヤ内の圧力に正比例し、タイヤ内の空気の温度に反比例することがわかります。温度は室温(293ケルビン)前後で、タイヤの体積は圧力に関係なく同じであると仮定します(主にゴムの形状によって決定され、重度のアンダー/オーバーインフレーションではないと仮定します)。便宜上、空気は{窒素、酸素}程度で、{p1,p2}={0.8,0.2}、モル質量{28g/mol,32g/mol}である。従って、これらの仮定(V が固定、T が固定)の下では、タイヤの空気の質量は圧力に比例して直線的に成長します。

ですから、体積 V、圧力 P、温度 T のタイヤの空気の質量は、(PV/RT)(0.8*28+0.2*32)グラム程度です。P ((V/(RT))と書いた方がいいかもしれません。(0.8*28+0.2*32)) grams “と書いてあるから、V/(RT)は定数なんだよ。 828+0.232)」と入力して、その結果をグラムで読み取ると(単位は無視して)、7バー(〜100psi)10ガロンのタイヤの空気の重さを約313グラムと見積もることができます。10ガロンは合理的ですか?No.

トーラスを使ってチューブの体積を推定することについては、粗雑になってしまいます。トーラスの体積は、V=(pi*r^2)(2*pi*R) ここで、Rは大半径、rは小半径。Google】(http://wolframalpha.com)が計算してくれます(大半径と小半径の写真もあります)。マイナー半径が2インチであり、メジャー半径が15インチであるとします(これはおそらくより大きいタイヤのサイズは何かのようなSurly Moonlanderの)。これは約5ガロンのボリュームを持っています。あなたが狂人と7バーでこれを実行している場合は、それは空気の約150グラムになります。より合理的な1気圧や2気圧では、45か90グラムになります。大半径が約15インチ、小半径が約0.5インチだとします。これは約0.3ガロンの体積です。私たちの式にプラグインすると、7バールでは、これは約9グラムであることがわかります。10気圧では、なんと13.5グラム。