Βάρος ζάντας έναντι βάρους πλήμνης

Πίνακας περιεχομένων:

Βάρος ζάντας έναντι βάρους πλήμνης
Βάρος ζάντας έναντι βάρους πλήμνης

Βίντεο: Βάρος ζάντας έναντι βάρους πλήμνης

Βίντεο: Βάρος ζάντας έναντι βάρους πλήμνης
Βίντεο: 🛴Обзор Hunter QUAD! Электросамокат мощностью 14000 Вт 2024, Μάρτιος
Anonim

Αποκλείσαμε τη μεγάλη συζήτηση των τροχών βγάζοντας τα εγχειρίδια επιστήμης

Υπάρχει μια εκπληκτική σειρά από τροχούς στην αγορά, οι περισσότεροι από τους οποίους δηλώνουν ότι σας κάνουν πιο γρήγορους και πιο αποτελεσματικούς. Πολλοί κάνουν πολλά για το πόσο ελαφριά είναι, αλλά σπάνια εξηγούν πού βρίσκεται η πλειονότητα της μάζας στον τροχό: η πλήμνη ή το χείλος;

Αυτό μας έβαλε σε σκέψεις. Εάν είχατε δύο τροχούς του ίδιου συνολικού βάρους και σχεδίασης, αλλά ο ένας είχε μεγαλύτερο βάρος στην πλήμνη και ο άλλος είχε μεγαλύτερο βάρος στη ζάντα, τι θα σας έκανε ταχύτερους κατά τη διάρκεια μιας μέσης διαδρομής; Ήρθε η ώρα να βγάλετε ξανά τα παλιά εγχειρίδια φυσικής.

Ας ξεκινήσουμε με την αδράνεια. Η ροπή αδράνειας λειτουργεί με βάση την αρχή ότι η μάζα πιο μακριά από το κέντρο περιστροφής είναι πιο δύσκολο να περιστραφεί παρά η μάζα κοντά στο κέντρο περιστροφής. Στην ποδηλασία βέβαια το πρώτο σημαίνει το χείλος, το δεύτερο το hub. Ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα, όταν σχετίζεται με περιστρεφόμενα αντικείμενα, λέει α=t/i όπου α είναι περιστροφική επιτάχυνση, t είναι καθαρή ροπή και i είναι ροπή αδράνειας. Με άλλα λόγια, όσο μεγαλύτερη είναι η αδράνεια, τόσο πιο αργή είναι η επιτάχυνση για την ίδια ροπή.

Ο Marco Arkesteijn, επιστήμονας αθλητισμού και άσκησης στο Πανεπιστήμιο Aberystwyth, παρέχει έναν άλλο τρόπο κατανόησης της αδράνειας: «Σκεφτείτε έναν καλλιτεχνικό πατινάζ να περιστρέφεται επί τόπου με τα χέρια του απλωμένα. Περιστρέφονται γύρω από το μέσο του σώματος - το μέρος που είναι ακίνητο. Αυτό είναι το κέντρο περιστροφής τους. Χώνοντας τα χέρια τους στο σώμα τους θα αυξήσουν την ταχύτητα περιστροφής. Αυτό που κάνουν είναι να μειώνουν τη μάζα που βρίσκεται πιο μακριά από το κέντρο περιστροφής, γεγονός που μειώνει την αδράνεια. Καθώς η ενέργεια στο σύστημα είναι σταθερή, προκύπτει ότι η γωνιακή τους ταχύτητα αυξάνεται.»

Εν ολίγοις, φαίνεται ότι το χαμηλότερο βάρος στο χείλος ισοδυναμεί με ταχύτερες επιταχύνσεις, επειδή απαιτεί λιγότερη ενέργεια για να φτάσει σε οποιαδήποτε δεδομένη ταχύτητα. Μπορείτε να δείτε το πλεονέκτημα αυτού όταν ένας διατρητής όπως ο Philippe Gilbert κάνει σπριντ σε μια σύντομη ανάβαση - ένα σενάριο που έχει επαληθευτεί στο δρόμο. Ο διευθυντής προϊόντων της Mavic, Maxime Brunand, διεξήγαγε ένα πείραμα όπου πρόσθεσε 50 g σε δύο σετ τροχών –στο χείλος στο ένα σετ, στο κέντρο στο άλλο– και είχε ισχύ αναβάτη έως και 500 watt σε κλίση 10% και βλ. πόσο καιρό τους πήρε για να φτάσουν τα 20 kmh. «Ο τροχός με το πρόσθετο βάρος της ζάντας χρειάστηκε πέντε φορές περισσότερο για να φτάσει τα 20 kmh από ό,τι όταν χρησιμοποιήθηκε η ίδια ζάντα στο επίπεδο», λέει. «Χρησιμοποιώντας τους τροχούς με πρόσθετο βάρος στην πλήμνη, χρειάστηκε μόνο τέσσερις φορές περισσότερος χρόνος για να φτάσει την ισοδύναμη οριζόντια ταχύτητά του. Ουσιαστικά, στους λόφους, η αδράνεια γίνεται πιο σημαντική.» Η γαλλική ομάδα παρατήρησε επίσης ότι στο επίπεδο «ήταν ευκολότερο να διατηρηθεί η ταχύτητα» χρησιμοποιώντας τους τροχούς με επιπλέον βάρος στο χείλος.

Το εφέ του σφονδύλου

Science ελαφριές ζάντες
Science ελαφριές ζάντες

Αυτό μας φέρνει στο εφέ του σφονδύλου. Θα μπορούσε μια βαρύτερη στεφάνη να μεταφέρει ορμή για έναν αναβάτη κάποτε μέχρι την ταχύτητα, ακριβώς όπως ένας τροχός ατμομηχανής μεταφέρει ορμή για μια ατμομηχανή; Ο Όντρεϊ Σοσένκα κατέρριψε το ρεκόρ της Ώρας το 2005, καλύπτοντας 49,7 χλμ. Ο Τσέχος αναβάτης ήταν ένας από τους μεγαλύτερους αναβάτες που αγωνίστηκαν ποτέ επαγγελματικά, ανατρέποντας τη ζυγαριά στα 90 κιλά και είχε ύψος δύο μέτρα. Το ποδήλατό του που έσπασε το ρεκόρ ζύγιζε 9,8 κιλά συμπεριλαμβανομένου ενός πίσω τροχού 3,2 κιλών – ο λόγος ήταν, υποστήριξε ο Sosenka, ότι ενώ ένας βαρύτερος τροχός χρειαζόταν περισσότερο χρόνο για να φτάσει στη μέγιστη ταχύτητα, όταν ήταν εκεί ήταν ευκολότερο να κρατηθεί εκεί. Από την άλλη πλευρά, ο Eddy Merckx έκανε μεγάλη προσπάθεια για να κρατήσει ολόκληρη τη μοτοσυκλέτα του όσο το δυνατόν πιο ελαφριά όταν αγωνιζόταν στην πίστα.

Λοιπόν ποιος έχει δίκιο; «Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένας ελαφρώς βαρύτερος τροχός στο χείλος μπορεί να οδηγήσει σε ταχύτερο χρόνο, όπως σε μια επίπεδη διαδρομή», λέει ο Paul Lew, διευθυντής καινοτομίας στη Reynolds Wheels. «Μπορεί επίσης να ωφελήσει έναν ποδηλάτη που ασκεί το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς του στο πεντάλ. Ο βαρύτερος τροχός μπορεί να συμβάλει στην πλήρωση της δύναμης που λείπει στο πίσω και προς τα πάνω τμήμα του ρυθμού μεταφέροντας την ορμή του τροχού μέχρι την κάτω διαδρομή.'

Αξίζει λοιπόν ο Sir Brad να φορτώσει τη στεφάνη του με μόλυβδο όταν επιχειρούσε το ρεκόρ Hour τον Ιούνιο; Και τι γίνεται με τους κανονικούς αναβάτες έξω στο δρόμο; «Αν και είναι αλήθεια ότι ένας ελαφρώς βαρύτερος τροχός μπορεί να οδηγήσει σε ταχύτερο χρόνο σε μια εντελώς επίπεδη διαδρομή, αυτή είναι η εξαίρεση, όχι ο κανόνας», λέει ο Lew. Στις περισσότερες διαδρομές στο δρόμο, το πρόσθετο βάρος θα αποδειχθεί εμπόδιο και όχι όφελος: «Τελικά, η ορμή που δημιουργείται από έναν τροχό που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός φαινομένου σφονδύλου για την αύξηση της ταχύτητας έχει κόστος για τον ποδηλάτη. Ο ποδηλάτης θα έχει μικρότερη απόδοση και όφελος από το κόστος της προσπάθειας. Το κόστος δεν θα υπερβεί το κέρδος.»

Τι γίνεται με τους μικρότερους τροχούς;

Φαίνεται ότι η επίδραση του σφονδύλου των βαριών ζαντών αποδίδει οφέλη μόνο σε πολύ συγκεκριμένες περιπτώσεις, ενώ η μείωση του βάρους των ζαντών μπορεί να έχει πραγματικά οφέλη κάθε φορά που σκαρφαλώνει ή επιταχύνει. Και επειδή η αδράνεια αυξάνεται όσο πιο μακριά βρίσκεται η μάζα από την πλήμνη, υπάρχει επιχείρημα ότι όλοι χρησιμοποιούμε μικρότερους τροχούς 650c αντί για τους συνηθισμένους 700c; Ήταν μια τάση που παρατηρήθηκε στο τρίαθλο στις αρχές έως τα μέσα της δεκαετίας του 1990 και η έρευνα έδειξε εξοικονόμηση βάρους 8% χρησιμοποιώντας έναν τέτοιο τροχό.

«Πιστεύω ότι οποιοδήποτε πλεονέκτημα αναιρείται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της άνεσης», λέει ο Arkesteijn. «Το βουητό από το δρόμο είναι πιο έντονο λόγω της μικρότερης ακτίνας.» Ένας τροχός 650c πρέπει επίσης να περιστρέφεται περισσότερο από τον 700c (510 περιστροφές ανά χιλιόμετρο σε σύγκριση με 475 περίπου) που σημαίνει περισσότερη τριβή. «Ένας μεγαλύτερος αναβάτης θα αισθανθεί αυτό το βουητό ακόμα πιο έντονο λόγω του πρόσθετου βάρους του», συνεχίζει ο Arkesteijn. Αυτό που τίποτα από όλα αυτά δεν λαμβάνει υπόψη, φυσικά, είναι η αεροδυναμική. Ένα βαρύτερο χείλος μπορεί να προσφέρει πλεονεκτήματα εάν αυτό το βάρος χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός καλύτερου σχήματος για σκάλισμα στον αέρα. «Αν είστε μεγάλη μονάδα και μπορείτε να κρατήσετε την ταχύτητά σας σε έναν λόφο, ένα βαρύτερο χείλος είναι λιγότερο μειονέκτημα για εσάς, επειδή θα απολαύσετε ένα μεγαλύτερο αεροδυναμικό αποτέλεσμα», λέει ο Jonathan Day της Strada Handbuilt Wheels.«Ωστόσο, αν είστε αδύνατος 62 κιλά και διαπρέπει στην αναρρίχηση, θέλετε κάτι ελαφρύ στο χείλος για να μεγιστοποιήσετε την ταχύτητά σας στο λόφο.»

Τελικά όμως, οι περισσότεροι άνθρωποι δεν έχουν μια γκάμα τροχών για να διαλέξουν για να ταιριάζουν σε κάθε τύπο οδήγησης και κατάσταση δρόμου. Έτσι, εκτός από πολύ συγκεκριμένες συνθήκες και τέλειες συνθήκες, οι ελαφρύτερες ζάντες είναι γενικά καλύτερες για τη μεγιστοποίηση της ταχύτητας και της απόλαυσής σας. Και παρά τον πόνο που σπαράζει στους πνεύμονες και τα ρεύματα ιδρώτα, αυτό είναι το νόημα της ποδηλασίας.

Συνιστάται: