Bilim ders kitaplarını çıkararak büyük çark tartışmasını sona erdirdik
Piyasada, çoğu sizi daha hızlı ve daha verimli hale getirdiğini iddia eden şaşırtıcı bir dizi tekerlek var. Birçoğu ne kadar hafif olduklarını çok önemser, ancak kütlenin çoğunluğunun tekerleğin neresinde olduğunu nadiren açıklar: göbek mi yoksa jant mı?
Bu bizi düşündürdü. Aynı toplam ağırlık ve tasarıma sahip iki tekerleğiniz olsa, ancak birinin göbeğinde ve diğerinin jantta daha fazla ağırlığı olsaydı, bu sizi ortalama bir sürüş boyunca daha hızlı yapar mıydı? Eski fizik ders kitaplarını tekrar çıkarmanın zamanı geldi.
Atalet ile başlayalım. Eylemsizlik momenti, dönme merkezinden uzaktaki kütlenin döndürülmesinin, dönme merkezine yakın kütleden daha zor olduğu ilkesine göre çalışır. Bisiklette, elbette, birincisi jant, ikincisi göbek anlamına gelir. Newton'un İkinci Hareket Yasası, dönen nesnelerle ilgili olduğunda, α=t/i der; burada α dönme ivmesidir, t net torktur ve i eylemsizlik momentidir. Başka bir deyişle, atalet ne kadar yüksek olursa, aynı tork için hızlanma o kadar yavaş olur.
Aberystwyth Üniversitesi'nde spor ve egzersiz bilimcisi olan Marco Arkesteijn, ataleti anlamanın başka bir yolunu sunuyor: 'Kollarını açarak yerinde dönen bir artistik patenci düşünün. Vücudun orta noktası etrafında dönerler - sabit olan kısım. Bu onların dönüş merkezidir. Ellerini vücutlarına sokarak dönme hızlarını artıracaklar. Yaptıkları şey, dönme merkezinden en uzaktaki kütleyi az altmaktır, bu da ataleti düşürür. Sistemdeki enerji sabit olduğu için açısal hızları artar.'
Kısacası, herhangi bir hıza ulaşmak için daha az enerji gerektirdiğinden, janttaki daha düşük ağırlık daha hızlı ivmelere eşittir. Bunun avantajını, Philippe Gilbert gibi bir zımba kısa bir tırmanışta koştuğunda görebilirsiniz - bu, yolda doğrulanmış bir senaryo. Mavic'in ürün müdürü Maxime Brunand, bir sette jantta, diğerinde göbekte olmak üzere iki tekerlek setine 50g eklediği ve %10 eğimde 500 watt'a kadar sürücü gücüne sahip olduğu bir deney yaptı ve bkz. 20kmh'ye ulaşmaları ne kadar sürdü. "Eklenen jant ağırlığına sahip tekerleğin 20 km/s hıza ulaşması, aynı jantın düzlükte kullanıldığı duruma göre beş kat daha uzun sürdü" diyor. 'Ağırlık göbeğe eklenmiş tekerlekleri kullanarak, eşdeğer yatay hıza ulaşmak sadece dört kat daha uzun sürdü. Esasen yokuşlarda atalet daha önemli hale geliyor.” Fransız ekibi ayrıca düzlükte jantta ekstra ağırlık olan tekerlekleri kullanarak “hızı korumanın daha kolay olduğunu” gözlemledi.
volan etkisi
Bu bizi volan etkisine getiriyor. Daha ağır bir jant, bir lokomotif tekerleğinin bir buhar motoru için momentum taşıması gibi, bir zamanlar hızlanan bir binici için momentum taşıyabilir mi? Ondrej Sosenka, 2005 yılında 49.7 km'lik bir mesafe kat ederek Saat rekorunu kırdı. Çek binici, 90 kg'da tartıyı devirerek ve iki metre boyunda, profesyonel olarak yarışan en büyük binicilerden biriydi. Sosenka, rekor kıran motosikletinin 3,2 kg arka tekerlek dahil 9,8 kg ağırlığında olduğunu savundu. Diğer taraftan, Eddy Merckx pistte yarışırken tüm bisikletini mümkün olduğunca hafif tutmak için büyük çaba sarf etti.
Peki kim haklı? Reynolds Wheels inovasyon direktörü Paul Lew, “Bazı durumlarda jantta biraz daha ağır bir tekerlek, düz bir rotada olduğu gibi daha hızlı bir süreye neden olabilir” diyor. “Enerjisinin çoğunu pedal inişine harcayan bir bisikletçiye de fayda sağlayabilir. Daha ağır tekerlek, tekerleğin momentumunu aşağı strok boyunca taşıyarak kadansın arka ve yukarı kısmındaki eksik kuvveti doldurmaya yardımcı olabilir.'
Öyleyse, Sir Brad'in Haziran'da Hour rekorunu kırmaya çalışırken jantını kurşunla doldurmasına değer mi? Peki ya yolda normal biniciler için? Lew, "Biraz daha ağır bir tekerlek, tamamen düz bir parkurda daha hızlı bir süreye neden olabileceği doğru olsa da, bu kural değil, istisnadır" diyor. Çoğu yol sürüşünde, eklenen ağırlık bir faydadan ziyade bir engel olduğunu kanıtlayacaktır: 'Nihayetinde, hızı artırmak için bir volan etkisi yaratmak amacıyla kullanılan bir tekerleğin ürettiği momentum, bisikletçiye bir maliyet getirir. Bisikletçi, çabanın maliyetinden daha az getiri ve fayda elde edecektir. Maliyet, kazançtan daha ağır basmayacaktır.’
Peki ya daha küçük tekerlekler?
Ağır jantların volan etkisi yalnızca çok özel durumlarda fayda sağlarken, tırmanırken veya hızlanırken jantların ağırlığını az altmanın gerçek faydaları olabilir. Ve kütle göbekten uzaklaştıkça atalet arttığı için, her zamanki 700c yerine daha küçük 650c tekerlekleri kullanmamız için bir argüman var mı? 1990'ların başlarından ortalarına kadar triatlonda görülen bir trenddi ve araştırmalar böyle bir tekerlek kullanarak %8 ağırlık tasarrufu sağladığını gösterdi.
Arkesteijn, 'Herhangi bir avantajın konfor da dahil olmak üzere çeşitli faktörler tarafından reddedildiğini düşünüyorum' diyor. "Daha küçük yarıçap nedeniyle yoldan gelen vızıltı daha yoğun." 650c'lik bir tekerlek ayrıca 700c'den (yaklaşık 475'e kıyasla kilometre başına 510 dönüş) daha fazla dönmelidir, bu da daha fazla sürtünme anlamına gelir. Arkesteijn, "Daha büyük bir sürücü, ek ağırlıkları nedeniyle bu vızıltıyı daha da yoğun hissedecektir," diye devam ediyor. Bunların hiçbirinin hesaba katmadığı şey elbette aerodinamiktir. Daha ağır bir jant, bu ağırlık havada oyulacak daha iyi bir şekil oluşturmak için kullanılırsa avantajlar sağlayabilir. Strada Handbuilt Wheels'tan Jonathan Day, "Büyük bir birlikseniz ve bir yokuşta hızınızı koruyabiliyorsanız, daha ağır bir jant sizin için daha az dezavantaj oluşturur çünkü daha büyük bir aerodinamik etkinin keyfine varacaksınız" diyor.'Ancak, 62 kg zayıfsanız ve tırmanmada başarılıysanız, yokuşta hızınızı en üst düzeye çıkarmak için kenarda hafif bir şey istersiniz.'
Sonuçta, çoğu insanın her tür sürüş ve yol koşuluna uygun bir dizi tekerlek seçeneği yoktur. Bu nedenle, çok özel durumlar ve mükemmel koşullar dışında, daha hafif jantlar genellikle hızınızı ve keyfinizi en üst düzeye çıkarmak için daha iyidir. Ve ciğerleri yırtan acıya ve ter akıntılarına rağmen, bisiklet sürmek budur.
