Тегло на джантата спрямо тегло на главината

Съдържание:

Тегло на джантата спрямо тегло на главината
Тегло на джантата спрямо тегло на главината
Anonim

Прекратихме големия дебат за колелото, като извадихме учебниците по природни науки

На пазара има зашеметяващ набор от колела, повечето от които декларират, че ви правят по-бързи и по-ефективни. Мнозина се интересуват колко са леки, но рядко обясняват къде върху колелото се намира по-голямата част от масата: главината или джантата?

Това ни накара да се замислим. Ако имате две колела с еднакво общо тегло и дизайн, но едното има по-голямо тегло в главината, а другото има по-голямо тегло в джантата, кое ще ви направи по-бързи по време на средно каране? Време е отново да извадим старите учебници по физика.

Да започнем с инерцията. Инерционният момент работи на принципа, че маса, която е по-далеч от центъра на въртене, е по-трудна за въртене, отколкото маса, която е близо до центъра на въртене.В колоезденето, разбира се, първото означава джантата, второто - главината. Вторият закон на Нютон за движението, когато е свързан с въртящи се обекти, казва α=t/i, където α е ротационно ускорение, t е нетен въртящ момент и i е момент на инерция. С други думи, колкото по-голяма е инерцията, толкова по-бавно е ускорението при същия въртящ момент.

Marco Arkesteijn, учен по спорт и упражнения в университета Aberystwyth, предлага друг начин за разбиране на инерцията: „Помислете за фигурист, който се върти на място с разперени ръце. Те се въртят около средната точка на тялото - частта, която е неподвижна. Това е техният център на въртене. Като пъхнат ръцете си в тялото си, те ще увеличат скоростта на въртене. Това, което правят, е да намалят масата, която е най-отдалечена от центъра на въртене, което намалява инерцията. Тъй като енергията в системата е постоянна, следва, че тяхната ъглова скорост нараства.“

Накратко, изглежда, че по-ниското тегло на ръба е равно на по-бързи ускорения, защото изисква по-малко енергия за достигане на дадена скорост.Можете да видите предимството на това, когато ударник като Philippe Gilbert спринтира кратко изкачване – сценарий, който е проверен на пътя. Продуктовият мениджър на Mavic, Maxime Brunand, проведе експеримент, при който добави 50 g към два комплекта колела – на джантата на единия комплект, на главината на другия – и имаше мощност на ездача до 500 вата при 10% наклон и вижте колко време им отне да достигнат 20 км/ч. „Колелото с добавена тежест на джантата отне пет пъти повече време, за да достигне 20 км/ч, отколкото когато същата джанта беше използвана на плоска повърхност“, казва той. „Използвайки колелата с добавена тежест в главината, отне само четири пъти повече време, за да достигне еквивалентната си хоризонтална скорост. По същество на хълмове инерцията става по-важна.“Френският екип също отбеляза, че на равнина „беше по-лесно да се поддържа скорост“с помощта на колела с допълнителна тежест на ръба.

Ефектът на маховика

Научни олекотени джанти

Това ни отвежда до ефекта на маховика. Може ли по-тежка джанта да носи инерция за ездач, веднъж достигнал скорост, точно както колелото на локомотив носи инерция за парна машина? Ондрей Сосенка счупи рекорда за час през 2005 г., изминавайки 49,7 км. Чешкият ездач беше един от най-големите състезатели, които някога са се състезавали професионално, наклонявайки везните на 90 кг и измервайки два метра височина. Неговият рекорден велосипед тежеше 9,8 кг, включително 3,2 кг задно колело – причината е, твърди Сосенка, че докато по-тежкото колело отнема повече време, за да достигне максимална скорост, веднъж там е по-лесно да се задържи там. От друга страна, Eddy Merckx положи големи усилия, за да запази целия си мотор възможно най-лек, когато се състезава на пистата.

И така, кой е прав? „В някои случаи малко по-тежко колело на ръба може да доведе до по-бързо време, като например при равен курс“, казва Пол Лу, директор по иновациите в Reynolds Wheels. „Може да е от полза и за велосипедист, който упражнява по-голямата част от енергията си върху натискането на педала надолу.По-тежкото колело може да помогне за запълване на липсващата сила в задната и нагоре част от ритъма, като пренесе инерцията на колелото до хода надолу.“

Заслужава ли си сър Брад да натовари джантата си с олово, когато се опитва да запише Hour record през юни? А какво ще кажете за нормалните ездачи на пътя? „Въпреки че е вярно, че малко по-тежкото колело може да доведе до по-бързо време при напълно равен курс, това е изключение, а не правило“, казва Лю. При повечето шосейни пътувания добавеното тегло ще се окаже по-скоро пречка, отколкото полза: „В крайна сметка инерцията, генерирана от колело, използвано за създаване на ефект на маховик за увеличаване на скоростта, има цена за велосипедиста. Велосипедистът ще реализира по-малко възвръщаемост и полза от цената на усилието. Цената няма да надвиши печалбата.’

Какво ще кажете за по-малките колела?

Изглежда ефектът на маховика на тежките джанти носи дивиденти само при много специфични обстоятелства, докато намаляването на теглото на джантите може да има реални ползи при изкачване или ускоряване.И тъй като инерцията се увеличава колкото по-далеч е масата от главината, има ли аргумент всички ние да използваме по-малки колела 650c вместо обичайните 700c? Това беше тенденция, наблюдавана в триатлона в началото до средата на 90-те години и изследванията показват 8% спестяване на тегло с помощта на такова колело.

„Мисля, че всяко предимство се отрича от няколко фактора, включително комфорта“, казва Аркестейн. „Шумът от пътя е по-интензивен поради по-малкия радиус.“Колело 650c също трябва да се върти повече от 700c (510 завъртания на километър в сравнение с приблизително 475), което означава повече триене. „По-едър ездач ще усети това бръмчене още по-интензивно поради добавената им тежест“, продължава Arkesteijn. Това, което нищо от това не взема предвид, разбира се, е аеродинамиката. По-тежка джанта може да предложи предимства, ако тази тежест се използва за създаване на по-добра форма за изрязване във въздуха. „Ако сте голяма единица и можете да поддържате скоростта си нагоре по хълм, по-тежката джанта е по-малък недостатък за вас, защото ще се насладите на по-голям аеродинамичен ефект“, казва Джонатан Дей от Strada Handbuilt Wheels.„Въпреки това, ако сте кльощав с 62 кг и сте отличен в катеренето, искате нещо леко на ръба, за да увеличите максимално скоростта си нагоре по хълма.“

В крайна сметка обаче повечето хора нямат набор от колела, от които да избират, за да отговарят на всеки тип пътуване и пътни условия. Така че, освен при много специфични обстоятелства и перфектни условия, по-леките джанти обикновено са по-добри за максимизиране на вашата скорост и удоволствие. И въпреки раздиращата белите дробове болка и потоците от пот, това е смисълът на колоезденето.

Популярна тема