Sunt roțile cele mai bune componente de upgrade dacă doriți să economisiți greutatea bicicletei? Separăm faptele de rotirea
„O liră pe roți valorează două pe cadru”, sau așa spun ei. Această înțelepciune convențională a guvernat abordarea alegerii roților pentru mulți bicicliști – dacă a existat vreodată un loc unde să arunce banii pentru a rade câteva grame, acestea sunt roțile.
Dar așa cum se întâmplă adesea cu înțelepciunea convențională, suntem departe de a fi fericiți să lăsăm așa.
Ideea că greutatea unui set de roți este mai importantă decât orice altă parte a bicicletei se bazează pe faptul că roțile se mișcă mai mult decât orice altă parte a bicicletei.
Andy Ruina, profesor de inginerie mecanică la Universitatea Cornell, spune simplu: „Vârful roții merge de două ori mai repede decât bicicleta. Și direcția opusă [partea inferioară a roții] nu anulează această viteză.
„În consecință, are de două ori mai multă energie cinetică, așa că este nevoie de două ori mai multă forță pentru a o pune în funcțiune și face ca bicicleta să încetinească de două ori mai mult.”
Greutate v accelerație
Greutatea este atât de importantă în marea schemă a mișcării bicicletei datorită relației sale cu accelerația. Când ceva se mișcă cu o viteză constantă, toate forțele care îl împing și îl încetinesc sunt în echilibru.
O creștere rezonabilă a greutății nu va face nicio diferență, cu excepția oricărei creșteri ușoare a frecării sau a rezistenței la rulare pe care le-ar putea cauza.
Când crește sau pierde viteza, totuși, a doua lege a lui Newton intră în vigoare: forță=masa x accelerație. Deci, cu cât aveți mai multă masă, cu atât mai multă forță aveți nevoie pentru a crește viteza.
Așadar, de ce, atunci, este o uncie de diferență dacă greutatea este pe o roată și nu pe cadru?
Aici se complică puțin, datorită inerției. Inerția este rezistența unui obiect la o schimbare a mișcării sale – este motivul pentru care ar fi nevoie de efort pentru a accelera o bicicletă chiar și într-un univers fără frecare.
Roțile, bicicleta și pilotul au toate inerție, dar cu roți efectul este mărit deoarece se rotesc.
Steve Williams, inginer de top în dinamica vehiculelor Lotus, spune: „În cazul unei roți, pentru că ai multă masă distribuită în jurul jantei, la o anumită distanță de centrul roții, asta îi conferă inerție. „
Acea inerție înseamnă în esență o rezistență la rotirea roții. Uneori se numește inerție de rotație, dar, mai precis, este denumit moment de inerție.
Williams adaugă: „Deoarece o bicicletă se rostogolește pe roțile ei, nu numai că trebuie să împingi acea masă prin aer mai repede, dar trebuie și să faci roata să meargă mai repede. Inerția roții va rezista creșterii vitezei de rotație.’
Totuși, în mod esențial, acea inerție este determinată de distanța unei mase față de centrul de rotație: „Un moment de inerție este rezultatul unei mase aflate la o distanță de axa în jurul căreia este rotită – în în cazul unei roți, este distanța masei față de axa axului.'
Ajungeți la obiect
Toată această discuție științifică ne duce la miezul problemei. Nu este suficient să spunem că o roată grea este mai mult un obstacol decât un cadru greu, deoarece totul depinde de locul în care greutatea respectivă este distribuită pe roată.
Este prea simplist să afirmi că „o liră pe roți valorează două pe cadru”. Profesorul Jim Papadopoulis, autorul cărții Cycling Science, spune: „Se pare că un pic de masă chiar la circumferință este numărat de două ori, un pic de masă în centrul spiței de 1,5 ori și un pic de masă la butuc. numărat o dată.'
Pe această bază, ar trebui să adaptăm expresia pentru a spune „o liră pe jante valorează două pe butuci”, dar Williams de la Lotus este sceptic cu privire la câștigurile declarate care vor fi obținute de la jantele mai ușoare.
‘Putem vedea că reducerea inerției roții are un efect benefic asupra reducerii masei care nu se rotește, dar este foarte mică. În realitate, masa economisită de pe jantele roților este probabil să fie cu mai puțin de 10% mai benefică decât aceeași masă economisită de la restul bicicletei.’
Unele calcule destul de complexe arată că avantajul în ceea ce privește accelerația de la tăierea greutății de pe jante ar fi de 0,9%, spre deosebire de 0,8% la tăierea greutății din cadru.
Dacă câștigurile obținute din reducerea greutății masei care se rotesc pe bicicleta ta sunt deschise dezbaterii, următorul domeniu de luat în considerare este giroscopica.
Faceți upgrade la niște roți mai ușoare pentru sub 500 GBP
Obține giroscopul cu el
Un giroscop este o roată sau un disc care se învârte în jurul unei axe astfel încât să se stabilizeze. Acest lucru se datorează efectelor momentului unghiular – pe măsură ce punctul de sus al unei roți începe să-l tragă în jos spre dreapta, de exemplu, odată ce roata s-a rotit cu o jumătate de rotație, același punct al roții este răsturnat și împinge brusc roata înapoi la stânga.
Efectul giroscopic al învârtirii este motivul pentru care un spinning top rămâne vertical și motivul pentru care roțile bicicletei joacă un rol în a ne menține în poziție verticală.
Deoarece un giroscop funcționează pe acel principiu de bază al forțelor unghiulare, greutatea din partea cea mai exterioară a roții este cea mai influentă asupra forței de stabilizare a roții. Deci, dacă o jantă este mai grea, poate împinge o roată înapoi în poziție verticală cu o forță mai puternică, sigur?
Ruina de la Universitatea Cornell pictează o imagine tulbure a consensului științific: „Nu există un răspuns definitiv dacă o jantă mai grea este mai stabilă. Dar tendința pare să fie că un giroscop mai mare se simte mai stabil.”
Așa că sugerează că o jantă mai grea, mai degrabă decât o roată generală mai grea, ar putea oferi mai multă stabilitate.
Dar există un alt unghi de luat în considerare. Williams spune: „O roată cu inerție mai mare ar avea un efect giroscopic mai puternic, totuși există un al doilea efect giroscopic - cu cât ghidonul este mai rapid, cu atât este mai mare rezistența giroscopică la întoarcere. Deci, inerția mare face mai dificilă întoarcerea ghidonului și înclinarea bicicletei.’
O jantă grea te va face mai stabil pe măsură ce mergi, dar poate sacrifica tipul de agilitate pe care l-ar permite o direcție mai liberă și mai rapidă.
Ruina este puțin de acord, totuși. „Dacă spui că o bicicletă se simte foarte rapidă la manipulare, aproape sigur că asta are de-a face cu geometria bicicletei și distribuția masei în ansamblul direcției”, spune el.
‘Și ține minte, cea mai influentă greutate implicată în a te apleca într-un colț ești tu.’
În cele din urmă, dacă ești genul de motociclist care caută mici îmbunătățiri progresive ale performanței setului tău, ar trebui să te concentrezi pe găsirea celor mai ușoare jante, mai degrabă decât a celei mai ușoare roți generale.
Sau ați putea face ceea ce facem noi ceilalți și alegeți cele care arată cel mai tare.
