Mēs apturējām lieliskās diskusijas par riteņiem, izlaižot zinātnes mācību grāmatas
Tirgū ir satriecošs riteņu klāsts, no kuriem lielākā daļa apgalvo, ka padarīs jūs ātrāku un efektīvāku. Daudzi nodarbojas ar to, cik tie ir viegli, bet reti viņi paskaidro, kur uz riteņa atrodas lielākā daļa masas: rumbas vai loka?
Tas mums lika aizdomāties. Ja jums būtu divi riteņi ar vienādu kopējo svaru un dizainu, bet vienam būtu lielāks svars pie rumbas un otram pie loka, kas jūs padarītu ātrāku vidējā brauciena laikā? Ir pienācis laiks atkal izņemt vecās fizikas mācību grāmatas.
Sāksim ar inerci. Inerces moments darbojas pēc principa, ka masu, kas atrodas tālāk no griešanās centra, ir grūtāk pagriezt nekā masu, kas atrodas tuvu griešanās centram. Riteņbraukšanā, protams, pirmais nozīmē loku, otrais – rumbu. Ņūtona otrais kustības likums, kad tas ir saistīts ar rotējošiem objektiem, saka α=t/i, kur α ir rotācijas paātrinājums, t ir tīrais griezes moments un i ir inerces moments. Citiem vārdiem sakot, jo lielāka ir inerce, jo lēnāks ir paātrinājums ar tādu pašu griezes momentu.
Marko Arkesteins, Aberistvitas universitātes sporta un vingrojumu zinātnieks, sniedz vēl vienu veidu, kā izprast inerci: “Padomājiet par daiļslidotāju, kas uz vietas rotē ar izplestām rokām. Tie griežas ap ķermeņa viduspunktu – nekustīgo daļu. Tas ir viņu rotācijas centrs. Iespiežot rokas savā ķermenī, viņi palielinās griešanās ātrumu. Viņi samazina masu, kas atrodas vistālāk no rotācijas centra, kas samazina inerci. Tā kā enerģija sistēmā ir nemainīga, no tā izriet, ka to leņķiskais ātrums palielinās.’
Īsi sakot, šķiet, ka mazāks svars pie loka ir vienāds ar ātrāku paātrinājumu, jo tas prasa mazāk enerģijas, lai sasniegtu noteiktu ātrumu. Jūs varat redzēt šīs priekšrocības, kad tāds perforators kā Filips Žilbērs uzlec īsā kāpumā - šis scenārijs ir pārbaudīts uz ceļa. Mavic produktu menedžeris Maksims Brunands veica eksperimentu, kurā viņš pievienoja 50 g diviem riteņu komplektiem - pie malas vienā komplektā, pie rumbas otrā -, un braucēja jauda bija līdz 500 vatiem 10 % slīpumā. cik ilgi viņiem vajadzēja sasniegt 20 km/h. "Ritenam ar papildu loka svaru vajadzēja piecas reizes ilgāku laiku, lai sasniegtu 20 km / h, nekā tad, kad tas pats disks tika izmantots uz plakanas," viņš saka. “Izmantojot riteņus ar pievienoto svaru pie rumbas, bija nepieciešams tikai četras reizes ilgāks laiks, lai sasniegtu līdzvērtīgu horizontālo ātrumu. Būtībā kalnos inerce kļūst svarīgāka.” Francijas komanda arī novēroja, ka uz līdzenuma “bija vieglāk uzturēt ātrumu”, izmantojot riteņus ar papildu svaru pie loka.
Spararata efekts
Tas mūs noved pie spararata efekta. Vai smagāks loks spētu dot impulsu braucējam, kurš tikko sasniedzis ātrumu, tāpat kā lokomotīves ritenis nes impulsu tvaika dzinējam? Ondrejs Sosenka 2005. gadā laboja Stundas rekordu, veicot 49,7 km. Čehu braucējs bija viens no lielākajiem braucējiem, kas jebkad ir sacenties profesionāli, noliekot svaru līdz 90 kg un sasniedzot divus metrus garš. Viņa rekordlielais velosipēds svēra 9,8 kg, ieskaitot 3,2 kg smagu aizmugurējo riteni. Sosenka apgalvoja, ka iemesls ir tāds, ka, lai gan smagākam ritenim bija nepieciešams ilgāks laiks, lai sasniegtu maksimālo ātrumu, tad, kad tas ir bijis tur, to bija vieglāk tur noturēt. No otras puses, Edijs Merks ļoti centās saglabāt visu savu motociklu pēc iespējas vieglāku, braucot trasē.
Kam tad ir taisnība? "Dažos gadījumos nedaudz smagāks ritenis pie loka var izraisīt ātrāku laiku, piemēram, pa līdzenu kursu," saka Pols Lū, Reynolds Wheels inovāciju direktors. "Tas var būt noderīgs arī velosipēdistam, kurš lielāko daļu enerģijas iegulda, nospiežot pedāli. Smagāks ritenis var palīdzēt aizpildīt trūkstošo spēku ritma aizmugurē un augšup, pārnesot riteņa impulsu līdz gājienam uz leju.’
Tātad, vai seram Bredam ir vērts piekraut savu loku ar svinu, mēģinot sasniegt stundu rekordu jūnijā? Un kā ar normāliem braucējiem uz ceļa? "Lai gan ir taisnība, ka nedaudz smagāks ritenis var izraisīt ātrāku laiku pilnīgi līdzenā trasē, tas ir izņēmums, nevis noteikums," saka Lū. Lielākajā daļā braucienu pa ceļiem palielinātais svars būs šķērslis, nevis ieguvums: “Galu galā impulss, ko rada ritenis, ko izmanto, lai radītu spararata efektu, lai palielinātu ātrumu, velosipēdistam maksā. Velosipēdists gūs mazāku atdevi un ieguvumu nekā pūles izmaksas. Izmaksas neatsvērs ieguvumu.’
Kas par mazākiem riteņiem?
Šķiet, ka smago disku spararata efekts atmaksājas tikai ļoti īpašos apstākļos, turpretim disku svara samazināšana var sniegt reālus ieguvumus kāpjot vai palielinot ātrumu. Un tā kā inerce palielinās, jo tālāk masa atrodas no rumbas, vai mums visiem ir arguments, ka parasto 700 c vietā izmantotu mazākus 650c riteņus? Tā bija tendence, kas tika novērota triatlonā 1990. gadu sākumā un vidū, un pētījumi liecina, ka, izmantojot šādu riteni, svara samazinājums ir par 8%.
‘Es domāju, ka jebkuru priekšrocību noliedz vairāki faktori, tostarp komforts,» saka Arkesteins. “Ceļa trokšņi ir intensīvāki, jo rādiuss ir mazāks.” Arī 650 c ritenim ir jāgriežas vairāk nekā 700 c (510 apgriezieni uz kilometru salīdzinājumā ar aptuveni 475), kas nozīmē lielāku berzi. "Lielāks braucējs šo troksni jutīs vēl intensīvāk, jo ir pievienots svars," turpina Arkesteins. Tas, kas no tā, protams, nav ņemts vērā, ir aerodinamika. Smagāks loks var sniegt priekšrocības, ja šis svars tiek izmantots, lai izveidotu labāku formu, ko izgriezt gaisā. "Ja esat liela vienība un spējat noturēt ātrumu kalnā, smagāka loka jums ir mazāka problēma, jo jūs izbaudīsiet lielāku aerodinamisko efektu," saka Džonatans Dejs no Strada Handbuilt Wheels.“Tomēr, ja jūs sverat 62 kg un jums izdodas kāpšana, jūs vēlaties kaut ko vieglu pie malas, lai maksimāli palielinātu jūsu ātrumu kalnā.”
Galu galā lielākajai daļai cilvēku nav tādu riteņu klāsta, no kuriem izvēlēties, lai tie būtu piemēroti jebkura veida braucienam un ceļa apstākļiem. Tāpēc, izņemot ļoti specifiskus apstākļus un ideālus apstākļus, vieglāki diski parasti ir labāki, lai palielinātu ātrumu un prieku. Un, neskatoties uz plaušas plosošajām sāpēm un sviedru straumēm, velobraukšana ir tā.
