Étape 1: Théorie (d’intérêt seulement : complètement omis)
Un pogo stick vise à sauter aussi haut que possible... sans casser vos jambes dans le processus. Cela signifie que votre bâton sauteur doit faire deux choses :
- Stocker autant d’énergie que possible
- Le faire sans donner trop de force à vos jambes
Combien d’énergie vous faut-il? Cela dépend de combien vous pesez et à quelle hauteur vous voulez sauter. En fait, l’équation est assez simple :
Énergie nécessaire = (hauteur vous voulez sauter) x (votre poids)
Donc si vous pesez 200 livres et que vous voulez sauter trois pieds (36 pouces), vous devez 36 x 200 = 7 200 lb-po de l’énergie.
Combien d’énergie un printemps vous donne? Cela dépend de la raideur du ressort (en livres par pouce) et la maximale déflexion du ressort (combien le ressort peut être écrasé ou étiré, en pouces). L’équation est aussi assez facile :
Énergie une source vous donne = (0,5) x (raideur) x (débattement Max)2
Nous allons donc dire vous achetez un ressort big (comme cette compression jumbo en acier trempé printemps printemps, qui est de 12" de long et presque 5" autour et coûte $31,21). Le printemps est évalué pour 875 livres, donc il semble prometteur. Mais nous allons faire le calcul. La dureté du ressort (c.-à-d. la rigidité) est de 127 livres par pouce. La déviation maximale est de 6,9 pouces. Cela signifie que le ressort peut stocker 0,5 x 127 x 6,9 lb de2 ou 3 023 lb d’énergie. C’est seulement assez pour vous rebondir 15 pouces de haut et il va mettre 875 livres de tourteau sur vos pieds quand il le fait.
Quel est le problème ici ? Comment pouvons-nous obtenir plus d’énergie sans mettre encore plus de force sur nos pieds ? La clé est dans l’équation pour l’énergie. Notez que la flèche maximale est élevée au carré. Cela signifie que la déformation maximale, pas la résistance du ressort, est le facteur le plus important de regarder.
Que vous ayez deux ressorts. Printemps A est deux fois aussi raide comme printemps B, mais ressort B a deux fois la déviation maximale de printemps A. Qui va stocker plus d’énergie ? La réponse est que printemps B va stocker deux fois plus d’énergie. Allez-y, faites le calcul : valeur énergétique une = 0,5 x 2 x 12 = 1 ; L’énergie B = 0,5 x 1 x 22 = 2. Ce n’est pas un truc de math, c’est le stockage d’énergie de manière fonctionne et c' est pourquoi un élastique (avec faible rigidité mais massive déflexion) vous bien supérieur à un ressort métallique, rebondira et il va le faire avec beaucoup moins de force.
QUALIFICATION Remarque 1: Vous pouvez en fait sauter beaucoup plus haut que le printemps sur votre bâton sauteur rebondit vous. C’est parce que vous êtes saut: vous ajoutez l’énergie dans vos muscles à l’énergie au printemps. La hauteur calculée de l’équation est la hauteur que votre bâton sauteur pourrait rebondir une roche. Vous, étant une personne avec des muscles, sera en mesure de rebondir encore plus haut.
QUALIFICATION NOTE 2: bandes de caoutchouc ne suivent pas l’équation de printemps parfaitement, parce qu’ils s’étirent, leur rigidité ne change réellement. Mais j’ai fait quelques expériences (impliquant suspendus poids hors de mon balcon), et la rigidité ne change pas beaucoup trop . Vous pouvez toujours utiliser l’équation de stockage d’énergie pour obtenir assez proche.
