Cu toții ne-am luptat să urcăm pante de 20%, 25%, chiar 30%. Dar cât de abrupt ar trebui să fie un drum înainte de a fi imposibil de urcat cu bicicleta?
Este un lucru ciudat – căutarea noastră de abrupt. Este obișnuit să auziți călăreți lăudându-se că au cucerit colțurile alpine, care conduc neobosit spre cer, cu pante de 20% pe câțiva kilometri, sau vârfuri de până la 40% în centrul acului de păr.
Dar amintindu-ne că o pantă de 100% face doar o pantă de 45° – un metru vertical pentru un metru orizontal – cu siguranță o abruptă care se apropie de 100% nu ar fi imposibil de condus. Ar fi?
Am decis să căutăm experți pentru a afla.
Primele lucruri mai întâi. Când spunem „cel mai abrupt denivelare”, nu vorbim despre acele vârfuri ciudate din abruptul drumului sau de platforma verticală a unui semi-conduct.
Putem lua în considerare doar o înclinație persistentă pe care un biciclist rutier poate încerca să o parcurgă pentru o perioadă rezonabilă de timp.
În mod ciudat, puterea nu este un factor limitativ pentru abordarea celor mai abrupte urcări, spune Rhett Allain, profesor de fizică la Universitatea Southeastern Louisiana și blogger de lungă durată pentru revista Wired.
„Dacă nu-ți pasă de viteză, poți urca orice înclinare cu o putere foarte mică, atâta timp cât există suficientă frecare”, spune el.
„De exemplu, puteți obține niște motoare mici pentru a ridica o sarcină foarte grea dacă folosiți destui scripete.”
Dacă poți crea raportul de transmisie potrivit pe bicicleta ta, atunci chiar și cu o putere minusculă poți urca orice gradient – în teorie.
Realitatea este diferită. Un raport de transmisie care îți permitea să urcai înclinații nebunești de abrupte ar cere să-ți învârți picioarele ca un nebun, în timp ce te târâști doar înainte. Te-ai răsturna în curând.
Allain stabilește viteza minimă la care ați dori să faceți o urcare ca viteză de mers, sau aproximativ doi metri pe secundă. După calculele sale (care sunt puțin prea complicate pentru a le discuta aici), el plasează înclinația maximă pentru o putere de 422 wați la o viteză de 2 m/s (4,5 mph) ca fiind 40%.
Așadar, 40% ar putea fi acolo unde puterea umană își găsește potrivirea într-o înclinație – dincolo de asta ai putea la fel de bine să mergi. Dar pentru cei dintre noi mai puțin interesați de aspecte practice și mai interesați să dovedească că nu putem fi învinși de panta, trebuie să fie posibil să urcăm o înclinație mai mare de 40% dacă suntem pregătiți să mergem suficient de încet.
Ceea ce vrem să știm este în ce unghi legile fizicii ne vor împiedica să putem urca indiferent de puterea noastră sau raportul de transmisie.
Echilibrarea priorităților
Dacă ar fi să urcăm un deal care devenea din ce în ce mai abrupt, trebuie să vină un punct în care ne-am răsturna pur și simplu înapoi.
'Dacă luați o bicicletă ca trei puncte, centrul de masă și cele două puncte de contact [roțile], atunci dacă axa verticală a centrului de masă depășește oricare dintre aceste două puncte de contact, bicicleta se va înclina”, spune Allain.
Keith Bontrager, un pionier în rolul centrului de greutate [CG] în potrivirea bicicletei, explică: „Nu este simplu să găsești CG-ul pilotului prin mijloace mecanice.”
Dar el pune CG al unui călăreț alpinist pe o linie „2-3 cm în spatele axului pedalei la poziția pedalei de la ora nouă”.
Din propriile calcule (destul de neștiințifice), considerăm că un călăreț mediu, așezat normal, ar avea un CG cu aproximativ 58 cm înainte și 120 cm deasupra punctului în care roata din spate atinge drumul.
Acum, pentru a determina punctul în care călărețul ar cădea pe spate, trebuie să facem puțină trigonometrie. (Dacă sunteți interesat: unghi de înclinare=90 – (Tan-1 (înălțimea CG ÷ roata din spate la CG orizontal).
De aici, obținem răspunsul unui punct de răsturnare de 25,8°, sau 48%. Deci, gata, cel mai abrupt gradient absolut este de 48%. Sau este?
Când unghiul devine abrupt, este puțin probabil să stați „normal”. Bontrager argumentează: „Un călăreț previne răsturnarea aplecându-se înainte în urcușuri foarte abrupte. Acest lucru este obișnuit pentru cicliștii de MTB.’
Așa că am recalculat pe baza unui călăreț care a fost extins peste bare cât mai mult posibil și am găsit o nouă înclinație maximă de 41°, sau 86,9%.
Bineînțeles, aplecarea atât de mult înainte pe o pantă va elimina o anumită tracțiune a anvelopei din spate, posibil ca bicicleta să alunece alarmant pe versantul dealului. Ceea ce ne duce la principala restricție în căutarea abruptului: tracțiunea.
Alunecare alunecând
Pentru a vă deplasa pe o bicicletă, aveți nevoie de frecare pentru a vă opune mișcării anvelopei. Pe măsură ce înclinația crește, frecarea se reduce pe măsură ce cele două suprafețe sunt împinse împreună mai puțin intens de gravitație. C
hristian Wurmbäck, manager de produs pentru Continental, spune: „Aș spune că aderența anvelopei va fi primul lucru care va eșua pe o pantă foarte abruptă.”
Dar găsirea exactă a punctului de bascul este dificilă. Pentru început, trebuie să cunoaștem coeficientul de frecare pentru o anvelopă – în esență cât de lipicioasă este.
Nu este ușor de determinat, așa cum explică Wurmbäck: „Nu poți spune cu adevărat. Depinde de suprafata, daca este umeda sau uscata. Ideea că există un număr care oferă o înțelegere teoretică pentru toate condițiile – nu există cu adevărat.”
Deci, deși realitatea poate fi mai complexă, estimările pentru coeficientul de frecare pentru cauciucul pur pe asf alt variază de la 0,3 pe beton umed până la 0,9.
Calculul profesorului Allain, bazat pe un coeficient de frecare estimat de 0,8 (pe care el îl descrie drept „optimist”), stabilește unghiul maxim pe care l-ar tolera tracțiunea anvelopei la 38,7°, sau în jur de 80%.
Îți pierzi strânsoarea
La 80%, asta face deja ca tracțiunea anvelopelor să fie primul punct de defecțiune, dar aceasta poate fi totuși o supraestimare a posibilei abrupte. Coeficientul de 0,8 se bazează pe ideea unei anvelope din cauciuc, ceea ce este rar.
Wurmbäck spune: „Vrem ca anvelopa să fie mai rigidă și mai durabilă decât ar fi cauciucul pur. Dacă aveți o anvelopă super rigidă, nu se lipește nici de șosea.’
În plus, înclinații de peste 30% necesită adesea pavaj din beton, mai degrabă decât asf alt, pentru care estimările pentru un coeficient de frecare cu cauciucul sunt mai aproape de 0,6 atunci când se află în mișcare.
Punând această cifră înapoi în ecuația lui Allain, tracțiunea poate eșua la 60%. Asta fără a intra în complexitatea distribuției greutății între roți, având în vedere poziția radicală de urcare pe care trebuie să o adopte un călăreț.
Wurmbäck spune: „Există modalități de a crește drastic frecarea – cum ar fi punerea lipiciului pe suprafață. Dar, în termeni mai practici, doriți o anvelopă caldă și o suprafață caldă, într-o zi fierbinte, cu mai puțină umflare a anvelopei cu o anvelopă lată.’
Pe lângă coeficient, trebuie luată în considerare și suprafața creată de profilul anvelopei. Dar probabil că vom avea nevoie de încă două pagini pentru a zgâria chiar suprafața aceleia.
Deci multipli, factori fluctuanți joacă un rol în limitarea abruptului celui mai vertiginos ciclu de urcare. Dar dacă angrenajul, puterea și poziția de urcare radicală vă permit să mergeți la nord de un gradient de 60%, probabil că vă puteți aștepta ca tracțiunea să vă dezamăgească în orice secundă.
Dacă nu aveți la îndemână un vas cu lipici.
