Am oprit marea dezbatere despre roată scoțând manualele de știință
Există o gamă uimitoare de roți pe piață, dintre care majoritatea proclamă că te fac mai rapid și mai eficient. Mulți fac multe despre cât de ușoare sunt, dar rareori explică unde se află pe roată cea mai mare parte a masei: butucul sau janta?
Asta ne-a pus pe gânduri. Dacă ai avea două roți cu aceeași greutate și design, dar una ar avea o greutate mai mare la butuc și ceal altă ar avea o greutate mai mare la jantă, ceea ce te-ar face mai rapid pe parcursul unei călătorii medii? Este timpul să scoatem din nou vechile manuale de fizică.
Să începem cu inerția. Momentul de inerție funcționează pe principiul că masa mai departe de centrul de rotație este mai greu de rotit decât masa apropiată de centrul de rotație. În ciclism, desigur, primul înseamnă janta, cel din urmă butucul. A doua lege a mișcării a lui Newton, atunci când este legată de obiectele care se rotesc, spune α=t/i unde α este accelerația de rotație, t este cuplul net și i este momentul de inerție. Cu alte cuvinte, cu cât inerția este mai mare, cu atât accelerația este mai lentă pentru același cuplu.
Marco Arkesteijn, om de știință în sport și exerciții fizice la Universitatea Aberystwyth, oferă un alt mod de a înțelege inerția: „Gândiți-vă la un patinator artistic care se rotește pe loc cu brațele întinse. Ele se rotesc în jurul punctului de mijloc al corpului - partea care este staționară. Acesta este centrul lor de rotație. Prin introducerea mâinilor în corp, ei vor crește viteza de rotație. Ceea ce fac ei este să scadă masa care este cea mai îndepărtată de centrul de rotație, ceea ce scade inerția. Pe măsură ce energia din sistem este constantă, rezultă că viteza lor unghiulară crește.’
Pe scurt, se pare că greutatea mai mică la jantă echivalează cu accelerații mai rapide, deoarece necesită mai puțină energie pentru a atinge orice viteză dată. Puteți vedea avantajul acestui lucru atunci când un pumnitor precum Philippe Gilbert sprintează pe o urcare scurtă - un scenariu care a fost verificat pe drum. Managerul de produs al lui Mavic, Maxime Brunand, a efectuat un experiment în care a adăugat 50 g la două seturi de roți – la jantă pe un set, la butuc pe celăl alt – și a avut o putere de până la 500 de wați pe un gradient de 10% și a văzut cât le-a luat să ajungă la 20 km/h. „Roata cu greutate suplimentară a jantei a durat de cinci ori mai mult pentru a ajunge la 20 km/h decât atunci când aceeași jantă a fost folosită pe plat”, spune el. „Folosind roțile cu greutate adăugată la butuc, a durat doar de patru ori mai mult pentru a atinge viteza orizontală echivalentă. În esență, pe dealuri, inerția devine mai importantă.” Echipa franceză a observat, de asemenea, că pe plat „era mai ușor să menții viteza” folosind roțile cu greutate suplimentară la jantă.
Efectul volantului
Asta ne aduce la efectul de volant. Ar putea o jantă mai grea să ducă impuls pentru un călăreț odată ce a ajuns la viteză, la fel cum o roată de locomotivă poartă impuls pentru un motor cu abur? Ondrej Sosenka a doborât recordul orei în 2005, parcurgând 49,7 km. Călărețul ceh a fost unul dintre cei mai mari călăreți care au concurat vreodată profesional, înclinând cântarul cu 90 kg și măsurând doi metri înălțime. Bicicleta sa de record cântărea 9,8 kg, inclusiv o roată din spate de 3,2 kg – motivul fiind, a argumentat Sosenka, că, în timp ce o roată mai grea a durat mai mult pentru a atinge viteza maximă, odată acolo era mai ușor să țină acolo. Pe de altă parte, Eddy Merckx s-a străduit să-și mențină întreaga bicicletă cât mai ușoară posibil atunci când a alergat pe pistă.
Deci cine are dreptate? „În unele cazuri, o roată puțin mai grea la jantă poate duce la un timp mai rapid, cum ar fi pe un curs plat”, spune Paul Lew, director de inovație la Reynolds Wheels. „De asemenea, poate beneficia un ciclist care își exercită cea mai mare parte a energiei asupra cursei în jos a pedalei. Roata mai grea poate ajuta la completarea forței lipsă în porțiunea din spate și în sus a cadenței, ducând impulsul roții până la cursa descendentă.’
Deci, merită ca Sir Brad să-și încarce janta cu plumb când a încercat recordul orei în iunie? Și cum rămâne cu cei obișnuiți care ies pe șosea? „Deși este adevărat, o roată puțin mai grea poate duce la un timp mai rapid pe un curs complet plat, aceasta este excepția, nu regula”, spune Lew. La majoritatea curselor pe drum, greutatea adăugată se va dovedi mai degrabă un impediment decât un beneficiu: „În cele din urmă, impulsul generat de o roată folosită în scopul de a crea un efect de volantă pentru a crește viteza are un cost pentru biciclist. Ciclistul va realiza mai puține randamente și beneficii decât costul efortului. Costul nu va depăși câștigul.”
Dar roțile mai mici?
Se pare că efectul de volant al jantelor grele aduce dividende numai în circumstanțe foarte specifice, în timp ce reducerea greutății jantelor poate avea beneficii reale ori de câte ori urcăm sau accelerezi. Și pentru că inerția crește cu cât masa este mai departe de butuc, există un argument pentru noi toți să folosim roți mai mici de 650c în loc de 700c obișnuite? A fost o tendință observată în triatlon la începutul până la mijlocul anilor 1990, iar cercetările au arătat o reducere a greutății cu 8% folosind o astfel de roată.
„Cred că orice avantaj este anulat de mai mulți factori, inclusiv confortul”, spune Arkesteijn. „Zumoiul de la drum este mai intens din cauza razei mai mici.” O roată de 650c trebuie, de asemenea, să se rotească mai mult decât 700c (510 rotații pe kilometru față de 475 aproximativ), ceea ce înseamnă mai multă frecare. „Un călăreț mai mare va simți acest zumzet și mai intens din cauza greutății suplimentare”, continuă Arkesteijn. Ceea ce nimic din toate acestea nu ia în considerare, desigur, este aerodinamica. O jantă mai grea poate oferi avantaje dacă această greutate este folosită pentru a crea o formă mai bună de sculptat prin aer. „Dacă sunteți o unitate mare și vă puteți menține viteza pe un deal, o jantă mai grea este mai puțin un dezavantaj pentru dvs., deoarece vă veți bucura de un efect aerodinamic mai mare”, spune Jonathan Day de la Strada Handbuilt Wheels.„Cu toate acestea, dacă ai 62 de kg și excelezi la alpinism, vrei ceva ușor pe margine pentru a-ți maximiza viteza în sus pe deal.”
Totuși, în cele din urmă, majoritatea oamenilor nu au o gamă de roți din care să aleagă pentru a se potrivi fiecărui tip de călătorie și condiții de drum. Deci, cu excepția unor circumstanțe foarte specifice și a condițiilor perfecte, jantele mai ușoare sunt în general mai bune pentru a vă maximiza viteza și plăcerea. Și, în ciuda durerii care lacrimează plămânii și a jetului de transpirație, despre asta este mersul cu bicicleta.
