Είναι οι τροχοί τα καλύτερα εξαρτήματα για αναβάθμιση εάν θέλετε να εξοικονομήσετε βάρος στο ποδήλατο; Διαχωρίζουμε τα γεγονότα από την περιστροφή
«Μια λίβρα στους τροχούς αξίζει δύο στο πλαίσιο», ή έτσι λένε. Αυτή η συμβατική σοφία διέπει την προσέγγιση για την επιλογή τροχών για πολλούς ποδηλάτες – αν υπήρχε ποτέ μέρος για να πιτσιλίσετε τα χρήματα για να ξυρίσετε μερικά γραμμάρια, είναι οι τροχοί.
Αλλά όπως συμβαίνει συχνά με τη συμβατική σοφία, δεν είμαστε καθόλου χαρούμενοι να το αφήσουμε έτσι.
Η ιδέα ότι το βάρος ενός σετ τροχών είναι πιο σημαντικό από οποιοδήποτε άλλο μέρος του ποδηλάτου βασίζεται στο γεγονός ότι οι τροχοί κινούνται περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο μέρος του ποδηλάτου.
Ο Andy Ruina, καθηγητής μηχανολογίας στο Πανεπιστήμιο Cornell, το θέτει πολύ απλά: «Η κορυφή του τροχού πηγαίνει δύο φορές πιο γρήγορα από το ποδήλατο. Και η αντίθετη κατεύθυνση [το κάτω μέρος του τροχού] δεν ακυρώνει αυτή την ταχύτητα.
'Συνεπώς έχει διπλάσια κινητική ενέργεια, επομένως χρειάζεται διπλάσια δύναμη για να ξεκινήσει και κάνει το ποδήλατο να επιβραδύνει δύο φορές περισσότερο.'
Βάρος κατά επιτάχυνση
Το βάρος είναι τόσο σημαντικό στο μεγάλο σχέδιο της κίνησης του ποδηλάτου λόγω της σχέσης του με την επιτάχυνση. Όταν κάτι κινείται με σταθερή ταχύτητα, όλες οι δυνάμεις που το πιέζουν και το επιβραδύνουν βρίσκονται σε ισορροπία.
Μια λογική αύξηση του βάρους δεν θα κάνει καμία διαφορά, εκτός από οποιαδήποτε ελαφρά αύξηση στην τριβή ή στην αντίσταση κύλισης που μπορεί να προκαλέσει.
Όταν ανεβάζεις ή χάνεις ταχύτητα, όμως, τίθεται σε ισχύ ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα: δύναμη=μάζα x επιτάχυνση. Επομένως, όσο περισσότερη μάζα έχετε, τόσο περισσότερη δύναμη χρειάζεστε για να ανεβάσετε ταχύτητα.
Λοιπόν, γιατί, λοιπόν, έχει μια ουγγιά διαφορά το αν το βάρος είναι σε τροχό αντί για πλαίσιο;
Εδώ είναι που γίνεται λίγο περίπλοκο, χάρη στην αδράνεια. Η αδράνεια είναι η αντίσταση ενός αντικειμένου σε μια αλλαγή στην κίνησή του - είναι ο λόγος για τον οποίο θα χρειαζόταν προσπάθεια για να επιταχύνει ένα ποδήλατο ακόμα και σε ένα σύμπαν χωρίς τριβές.
Οι τροχοί, το ποδήλατο και ο αναβάτης έχουν όλα αδράνεια, αλλά με τους τροχούς το αποτέλεσμα μεγεθύνεται επειδή περιστρέφονται.
Ο Steve Williams, ο κορυφαίος μηχανικός δυναμικής οχημάτων της Lotus, λέει, «Στην περίπτωση ενός τροχού, επειδή έχετε μεγάλη μάζα κατανεμημένη γύρω από το χείλος, σε κάποια απόσταση από το κέντρο του τροχού, αυτό του δίνει αδράνεια. '
Αυτή η αδράνεια σημαίνει ουσιαστικά αντίσταση στην περιστροφή του τροχού. Μερικές φορές ονομάζεται περιστροφική αδράνεια, αλλά, ακριβέστερα, αναφέρεται ως ροπή αδράνειας.
Ο Ο Γουίλιαμς προσθέτει, «Επειδή ένα ποδήλατο κυλά στους τροχούς του, όχι μόνο πρέπει να σπρώξετε αυτή τη μάζα στον αέρα πιο γρήγορα, αλλά πρέπει επίσης να κάνετε τον τροχό να κινείται πιο γρήγορα. Η αδράνεια του τροχού θα αντισταθεί στην αύξηση του ρυθμού περιστροφής.'
Κρίσιμο, ωστόσο, ότι η αδράνεια καθορίζεται από την απόσταση μιας μάζας από το κέντρο περιστροφής: «Μια ροπή αδράνειας είναι το αποτέλεσμα μιας μάζας σε απόσταση από τον άξονα γύρω από τον οποίο περιστρέφεται – σε η περίπτωση ενός τροχού είναι η απόσταση της μάζας από τον άξονα της ατράκτου.'
Φτάστε στο σημείο
Όλη αυτή η επιστημονική συζήτηση μας φέρνει στην ουσία του θέματος. Δεν αρκεί να πούμε ότι ένας βαρύς τροχός είναι περισσότερο εμπόδιο παρά ένα βαρύ πλαίσιο, επειδή όλα εξαρτώνται από το πού κατανέμεται αυτό το βάρος στον τροχό.
Είναι πολύ απλοϊκό να δηλώνει κανείς ότι «μια λίβρα στους τροχούς αξίζει δύο στο πλαίσιο». Ο καθηγητής Jim Papadopoulis, συγγραφέας του Cycling Science, λέει, «Καταλήγει ότι ένα κομμάτι της μάζας ακριβώς στην περιφέρεια μετράται δύο φορές, ένα κομμάτι της μάζας στο κέντρο της ακτίνας 1,5 φορές και ένα κομμάτι της μάζας στο κέντρο μετράται μετρήθηκε μία φορά.'
Σε αυτήν τη βάση, θα πρέπει να προσαρμόσουμε τη φράση για να πούμε "μια λίβρα στις ζάντες αξίζει δύο στα πλήμνη", αλλά η Williams στη Lotus είναι δύσπιστη σχετικά με τα δηλωθέντα κέρδη από τις ελαφρύτερες ζάντες.
‘Μπορούμε να δούμε ότι η μείωση της αδράνειας του τροχού έχει ευεργετική επίδραση στη μείωση της μη περιστρεφόμενης μάζας, αλλά είναι πολύ μικρή. Στην πραγματικότητα, η μάζα που εξοικονομείται από τις ζάντες των τροχών είναι πιθανό να είναι λιγότερο από 10% πιο ωφέλιμη από την ίδια μάζα που εξοικονομείται από το υπόλοιπο ποδήλατο.»
Μερικοί αρκετά περίπλοκοι υπολογισμοί αποκαλύπτουν ότι το πλεονέκτημα όσον αφορά την επιτάχυνση από την κοπή βάρους από τις ζάντες των τροχών θα ήταν 0,9%, σε αντίθεση με 0,8% όταν κόβεται βάρος από το πλαίσιο.
Αν τα οφέλη που προκύπτουν από το κόψιμο του βάρους της περιστρεφόμενης μάζας στο ποδήλατό σας είναι ανοιχτά προς συζήτηση, το επόμενο θέμα που πρέπει να εξετάσετε είναι τα γυροσκοπικά.
Αναβάθμιση σε μερικούς ελαφρύτερους τροχούς για κάτω από 500 £
Λήψη γυροσκοπίου με αυτό
Το γυροσκόπιο είναι ένας τροχός ή ένας δίσκος που περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα με τέτοιο τρόπο ώστε να σταθεροποιείται. Αυτό οφείλεται στις επιπτώσεις της γωνιακής ορμής – καθώς το πάνω σημείο ενός τροχού αρχίζει να τον τραβάει προς τα δεξιά, για παράδειγμα, μόλις ο τροχός περιστραφεί μισή στροφή, το ίδιο σημείο του τροχού είναι ανάποδα και ξαφνικά σπρώχνει το τροχό πίσω προς τα αριστερά.
Το γυροσκοπικό αποτέλεσμα του spinning είναι ο λόγος για τον οποίο ένα spinning top παραμένει όρθιο και ο λόγος για τον οποίο οι τροχοί του ποδηλάτου παίζουν ρόλο στο να μας κρατούν όρθιους.
Επειδή ένα γυροσκόπιο λειτουργεί βάσει αυτής της βασικής αρχής των γωνιακών δυνάμεων, το βάρος στο εξώτατο μέρος του τροχού έχει τη μεγαλύτερη επιρροή στη σταθεροποιητική δύναμη του τροχού. Έτσι, εάν μια ζάντα είναι βαρύτερη, μπορεί να σπρώξει έναν τροχό προς τα πίσω όρθια με ισχυρότερη δύναμη, σίγουρα;
Η Ruina στο Πανεπιστήμιο Cornell παρουσιάζει μια θολή εικόνα της επιστημονικής συναίνεσης: «Δεν υπάρχει οριστική απάντηση στο εάν ένα βαρύτερο χείλος είναι πιο σταθερό. Αλλά η τάση φαίνεται να είναι ότι ένα μεγαλύτερο γυροσκόπιο είναι πιο σταθερό.»
Αυτό υποδηλώνει ότι ένα βαρύτερο χείλος, αντί για ένα συνολικά βαρύτερο τροχό, θα μπορούσε να προσφέρει μεγαλύτερη σταθερότητα.
Αλλά υπάρχει μια άλλη οπτική γωνία που πρέπει να εξετάσετε. Ο Williams λέει, «Ένας τροχός υψηλότερης αδράνειας θα είχε πιο ισχυρό γυροσκοπικό αποτέλεσμα, ωστόσο υπάρχει ένα δεύτερο γυροσκοπικό αποτέλεσμα - όσο πιο γρήγορα κατευθύνονται το τιμόνι, τόσο μεγαλύτερη είναι η γυροσκοπική αντίσταση στη στροφή. Έτσι, η υψηλή αδράνεια καθιστά πιο δύσκολο να στρίψετε το τιμόνι και να ακουμπήσετε το ποδήλατο.»
Μια βαριά ζάντα θα σας κάνει πιο σταθερούς καθώς οδηγείτε, αλλά μπορεί να θυσιάσει τον τύπο της ευελιξίας που θα μπορούσε να επιτρέψει το πιο ελεύθερο και γρήγορο τιμόνι.
Ωστόσο, η Ruina διαφωνεί ελαφρώς. «Αν πείτε ότι ένα ποδήλατο έχει πολύ γρήγορη αίσθηση κατά το χειρισμό, σχεδόν σίγουρα αυτό έχει να κάνει με τη γεωμετρία και την κατανομή μάζας του ποδηλάτου στο σύστημα διεύθυνσης», λέει.
"Και να θυμάσαι, το βάρος που επηρεάζει περισσότερο όταν γέρνεις σε μια γωνία είσαι εσύ."
Στο τέλος, αν είστε το είδος του αναβάτη που αναζητά μικρές σταδιακές βελτιώσεις στην απόδοση του κιτ σας, θα πρέπει να εστιάσετε στην εύρεση των ελαφρύτερων ζαντών παρά στον ελαφρύτερο συνολικό τροχό.
Ή θα μπορούσατε απλώς να κάνετε ό,τι κάνουμε οι υπόλοιποι από εμάς και να προτιμήσετε αυτά που φαίνονται πιο όμορφα.
