Ali so kolesa najboljše komponente za nadgradnjo, če želite prihraniti težo na kolesu? Ločimo dejstva od vrtenja
'Funt na kolesih je vreden dva na okvirju', vsaj tako pravijo. Ta običajna modrost je vodila pristop k izbiri koles za mnoge kolesarje – če je bilo kdaj kje porabiti denar in zmanjšati nekaj gramov, so to kolesa.
Toda, kot se pogosto zgodi s konvencionalno modrostjo, še zdaleč nismo zadovoljni, da ostanemo pri tem.
Zamisel, da je teža kolesne dvojice pomembnejša od katerega koli drugega dela kolesa, temelji na dejstvu, da se kolesa premikajo bolj kot kateri koli drug del kolesa.
Andy Ruina, profesor strojništva na univerzi Cornell, pravi preprosto: "Vrh kolesa se giblje dvakrat hitreje kot kolo. In nasprotna smer [spodnji del kolesa] ne izniči te hitrosti.
'Posledično ima dvakrat večjo kinetično energijo, zato je potrebna dvakrat večja sila, da se požene, in dvakrat bolj upočasni kolo.'
Teža proti pospešku
Teža je tako pomembna v veliki shemi gibanja kolesa zaradi njene povezave s pospeškom. Ko se nekaj premika s konstantno hitrostjo, so vse sile, ki ga potiskajo in upočasnjujejo, v ravnovesju.
Razumno povečanje teže ne bo imelo nobene razlike, razen morebitnega rahlega povečanja trenja ali kotalnega upora, ki ga lahko povzroči.
Ko pospešuje ali izgublja hitrost, pa začne veljati Newtonov drugi zakon: sila=masa x pospešek. Torej večjo maso imate, večjo silo potrebujete, da povečate hitrost.
Zakaj je torej za unčo razlike, ali je teža na kolesu in ne na okvirju?
Tukaj postane malo zapleteno, zahvaljujoč vztrajnosti. Vztrajnost je odpor predmeta na spremembo njegovega gibanja – to je razlog, zakaj bi se bilo treba potruditi, da bi kolo pospešilo celo v vesolju brez trenja.
Kolesa, kolo in kolesar imajo vztrajnost, pri kolesih pa je učinek večji, ker se vrtijo.
Steve Williams, Lotusov najboljši inženir za dinamiko vozil, pravi: 'V primeru kolesa, ker imate veliko mase porazdeljene po obodu, na določeni razdalji od središča kolesa, mu daje vztrajnost. '
Ta vztrajnost v bistvu pomeni upor kolesu, ki se vrti. Včasih se imenuje rotacijska vztrajnost, točneje pa se imenuje vztrajnostni moment.
Williams dodaja: »Ker se kolo vrti po kolesih, ne samo, da moraš to maso hitreje potiskati skozi zrak, temveč moraš tudi poskrbeti, da se kolo vrti hitreje. Vztrajnost kolesa se bo uprla povečanju hitrosti vrtenja.'
Bistveno pa je, da je vztrajnost določena z oddaljenostjo mase od središča vrtenja: 'Vztrajnostni moment je rezultat razdalje mase od osi, okoli katere se vrti – v v primeru kolesa je to razdalja mase od osi vretena.'
Pojdi do bistva
Vse te znanstvene govorice nas pripeljejo do bistva zadeve. Ni dovolj reči, da je težko kolo bolj ovira kot težak okvir, ker je vse odvisno od tega, kje je teža porazdeljena na kolesu.
Preveč poenostavljeno je reči, da je "funt na kolesih vreden dva na okvirju". Profesor Jim Papadopoulis, avtor Cycling Science, pravi: 'Izkazalo se je, da se delček mase prav na obodu prešteje dvakrat, delček mase v središču napere 1,5-krat in delček mase na pestu. šteto enkrat.'
Na podlagi tega bi morali izraz prilagoditi tako, da pravi, da je 'funt na platiščih vreden dva na pestih', vendar je Williams pri Lotusu skeptičen glede navedenih koristi z lažjimi platišči.
‘Vidimo lahko, da ima zmanjšanje vztrajnosti kolesa koristen učinek na zmanjšanje nerotacijske mase, vendar je zelo majhen. V resnici bo masa, prihranjena na obročih koles, verjetno za manj kot 10 % koristnejša od enake mase, prihranjene na preostalem delu kolesa.’
Nekateri precej zapleteni izračuni razkrivajo, da bi bila prednost v smislu pospeška zaradi zmanjšanja teže s kolesnih obročev 0,9 % v primerjavi z 0,8 % pri zmanjšanju teže z okvirja.
Če je mogoče razpravljati o prednostih zmanjšanja teže vrteče se mase na vašem kolesu, je naslednje področje, ki ga morate upoštevati, giroskop.
Nadgradite na lažja kolesa za manj kot £500
Pridobivanje žiroskopa z njim
Žiroskop je kolo ali disk, ki se vrti okoli osi tako, da se stabilizira. To je zaradi učinkov kotne količine – ko začne zgornja točka kolesa vleči navzdol v desno, na primer, ko se kolo zavrti za pol obrata, je ista točka kolesa obrnjena navzdol in nenadoma potisne kolo nazaj v levo.
Giroskopski učinek vrtenja je razlog, zakaj vrtavka ostane pokončna, in razlog, zakaj imajo kolesa kolesa vlogo pri tem, da nas držijo pokonci.
Ker žiroskop deluje na tem osnovnem principu kotnih sil, je teža na najbolj oddaljenem delu kolesa najbolj vplivna na stabilizacijsko silo kolesa. Torej, če je platišče težje, lahko potisne kolo nazaj pokonci z večjo silo, zagotovo?
Ruina z Univerze Cornell slika nejasno sliko znanstvenega soglasja: Ni dokončnega odgovora na to, ali je težje platišče stabilnejše. Vendar se zdi, da je trend večji giroskop bolj stabilen.’
To torej namiguje, da bi težje platišče namesto težjega kolesa na splošno lahko nudilo večjo stabilnost.
Vendar je treba upoštevati še en zorni kot. Williams pravi: »Kolo z večjo vztrajnostjo bi imelo močnejši giroskopski učinek, vendar obstaja še drugi giroskopski učinek – hitreje kot je krmilo krmiljeno, večji je giroskopski upor pri obračanju. Tako visoka vztrajnost otežuje obračanje krmila in nagibanje kolesa.’
Zaradi težkega platišča boste med vožnjo stabilnejši, vendar lahko žrtvujete vrsto okretnosti, ki bi jo lahko omogočilo svobodnejše in hitrejše krmiljenje.
Ruina se sicer nekoliko ne strinja. "Če rečete, da se kolo zdi zelo hitro pri rokovanju, je to skoraj zagotovo povezano z geometrijo kolesa in porazdelitvijo mase v krmilnem sklopu," pravi.
‘In zapomni si, najvplivnejša utež, ki sodeluje pri nagibanju v kot, si ti.’
Na koncu, če ste tip kolesarja, ki išče majhne postopne izboljšave v zmogljivosti svojega kompleta, se raje osredotočite na iskanje najlažjih platišč kot na najlažje celotno kolo.
Lahko pa preprosto naredite to, kar počnemo mi ostali, in izberete tiste, ki izgledajo najbolj kul.
