Как велосипед поглощает всю энергию при приземлении от большого падения?

Физика!
Приземление с большими прыжками — это рассеивание инерции, созданной надоедливой старой гравитацией в вашем путешествии обратно на землю. Чем лучше вы рассеете эту инерцию, тем больше шансов, что вы не убьете себя.
Здесь действуют несколько факторов:

• Переход приземления.
  Посадка почти всегда наклонена вниз. Объедините поступательный импульс с наклоном вниз, и вы получите значительно более мягкое приземление, чем при приземлении на ровной поверхности. Это одна из основных причин, по которой райдеры получают травмы, когда промахиваются при переходе при приземлении.
• Приостановка.
  Небольшая подвеска имеет большое значение, а большая — еще больше. Величина демпфирования удара, которую обеспечивает даже дюйм сжатия, огромна. Подумайте об этом с точки зрения того, что вы чувствуете, когда падаете спиной на матрас по сравнению с падением спиной в высокую траву или снег на одинаковом расстоянии. Податливость мягких поверхностей снижает вашу скорость и рассеивает вашу инерцию, что удерживает вас от взлома головы, как на бетоне. Велосипеды с большим успехом могут иметь ход подвески 8 или 10 дюймов (или больше). Это много путешествий, чтобы рассеять воздействие. Даже покрышки немного хлюпают, что особенно важно для гонщиков BMX (и именно поэтому гонщики на горных велосипедах с жесткой рамой склонны использовать шины большего объема).
• Правильная посадка (как вы используете свой велосипед и его подвеску)
  Обратите внимание, что большинство райдеров первыми приземляются задним колесом вниз, особенно на более плоских приземлениях, что характерно для триала и уличного BMX. Это еще больше снижает воздействие, потому что гонщик может в некотором роде использовать подачу передней и задней части велосипеда по очереди. Это эффективно как для жестких, так и для подвесных велосипедов. Приземлившись сначала на заднее колесо, вы можете использовать велосипед как своего рода рычаг, поглощая часть удара и уменьшая скорость вашего тела до того, как приземлится переднее колесо. Это достигается, если ваш вес правильно сбалансирован, опираясь на педали и руль. Эффект еще больше для велосипеда с подвеской. Когда заднее колесо ударяется, задний амортизатор поглощает все, что может, затем переднее колесо опускается, и вилка поглощает еще больше. Сравните это с приземлением на полную плоскую поверхность (оба колеса одновременно), когда мотоцикл обеспечивает примерно столько же подвески, сколько усредненный ход комбинации переднего и заднего амортизаторов, или для жесткого велосипеда только столько же, сколько шины. дал бы (ой!). Приземление задним колесом вперед не означает, что вы получите двойной ход, но это, безусловно, дает велосипеду больше времени, чтобы рассеять силу приземления.
• Колени и локти (еще больше подвески)
  На самом деле, сюда входит большинство ваших суставов — любая часть тела, которая может сгибаться и двигаться, чтобы поглотить удар. Вы не увидите, чтобы всадники совершали большие прыжки и приземлялись сидя. Это потому, что они используют свои руки и ноги, чтобы принять на себя как можно большую силу удара, которую велосипед не смог бы выдержать.

Когда вы сочетаете все эти элементы в гармонии, вы получаете действительно значительное количество движений, и, хотя для выполнения большого прыжка требуется всего доля секунды, этого времени достаточно, чтобы замедлить массу всадника и не дать ему превратиться в прыжок. жирное пятно на дне The Tooney Drop .

Вы упомянули КИНЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ, которая явно должна куда-то деваться. Иногда есть прием, и байк набирает скорость, но иногда, как в велотриале, байк приземляется «плашмя» на простой бетон. Иногда фрирайдеры тоже приземляются на ровный бетон на скорости, и по крайней мере вертикальная составляющая кинетической энергии падения исчезает.

Я бы сказал, что есть только три места, куда может пойти эта энергия:

1. Большая его часть нейтрализуется тормозящими силами, создаваемыми всадником. Чем больше техники и стиля, тем больше энергии может быть поглощено. Обычно это означает мышцы-разгибатели, выполняющие эксцентрическое сокращение (прикладывание силы при растяжении, чтобы замедлить/противодействовать движению сустава). Это подразумевает расход энергии мышечными клетками, которые поступают с пищевыми калориями. Если падение высокое, большинство триал-райдеров предпочитают сначала приземлиться сзади, чтобы у них было больше времени, чтобы применить ту же силу, и больше групп мышц для работы во время каждой части приземления (это очень быстро и связано с хорошей скоростью). отработанные навыки).
2. В мотоцикле с подвеской БОЛЬШАЯ кинетическая энергия может «исчезнуть» внутри амортизаторов из-за высокоскоростного вязкого потока масла, повышающего температуру масла. Современные подвески для экстремального фрирайда с большим ходом содержат много масла внутри и работают с более низкими скоростями потока (большие отверстия, большие отверстия клапанов), поэтому масло не нагревается до слишком высоких температур.
3. Наконец, деформация поверхности раздела шины/земли может поглощать много энергии и уменьшать пиковое замедление (удар) при приземлении. Хорошими примерами приземления могут быть мягкий пляжный песок, трава и некоторые виды грязи.

Важно отметить, что жесткие элементы велосипеда (рама, колеса) не поглощают кинетическую энергию, а только передают силы куда-то еще. Кроме того, просто чтобы добавить к тому, что сказал @jm2, суставы только передают силы и (к счастью) не потребляют сколько-нибудь значительного количества энергии: кинетическая энергия приземления компенсируется сокращением мышц, действующим через сустав.

Как уже сказал jm2... есть много причин, по которым гонщики могут выдерживать большие падения. Однако, поскольку ваш вопрос заключался в том, как он распространяется...

Посмотрите, например, на поворотный рычаг... вертикальный удар велосипеда заставляет заднюю нижнюю опору двигаться вверх от точки поворота на кривошипе. Это движение (сила) перенаправляется на верхнюю часть заднего перья и передается на удар, который поглощает большую часть силы, прежде чем, наконец, передать последнюю часть на подседельную трубу под перпендикулярным углом к ​​гонщику, а не вверх через гонщика.

Вот почему вся сила не возлагается непосредственно на ноги всадника.

Геометрия - это то, что разделяет львиную долю на 10-дюймовые амортизаторы, которые позволяют гонщику падать с 20 футов, не разрушая мотоцикл, а затем оставляя гораздо меньше энергии, чтобы всасывать его / ее руки и ноги.