Hepimiz %20, %25, hatta %30'luk yokuşlarda mücadele ettik. Ama bir yolun bisikletle tırmanılamaması için ne kadar dik olması gerekirdi?
Tuhaf bir şey – diklik arayışımız. Binicilerin, birkaç kilometre boyunca %20'lik eğimlerde veya firketenin merkezinde %40'a varan sivri uçlarda durmadan gökyüzüne doğru giden Alp dağlarını fethetmekle övündüklerini duymak yaygındır.
Ancak %100'lük bir eğimin yalnızca 45°'lik bir eğime yol açtığını hatırlarsak - bir metre yatay için bir metre dikey - kesinlikle %100'e yaklaşan bir dikliği sürmek imkansız olmazdı. Olur mu?
Öğrenmek için uzmanları aramaya karar verdik.
Önce ilk şeyler. 'En dik eğim' dediğimizde, yolun dikliğindeki o acayip sivri uçlardan veya yarım borunun dikey platformundan bahsetmiyoruz.
Yol bisikletçisinin makul bir süre boyunca sürmeyi deneyebileceği kalıcı bir eğimi yalnızca göz önünde bulundurabiliriz.
Southeastern Louisiana Üniversitesi'nde fizik profesörü ve Wired dergisinin uzun süredir blog yazarı olan Rhett Allain, Tuhaf bir şekilde, güç en dik tırmanışların üstesinden gelmek için sınırlayıcı bir faktör değil, diyor.
'Hızı umursamıyorsanız, yeterli sürtünme olduğu sürece çok az güçle herhangi bir eğimi tırmanabilirsiniz' diyor.
'Örneğin, yeterince kasnak kullanırsanız çok ağır bir yükü kaldırmak için küçük küçük motorlar alabilirsiniz.'
Bisikletinizde doğru vites oranını oluşturabilirseniz, o zaman küçük bir güç çıkışıyla bile herhangi bir eğimi tırmanabilirsiniz - teoride.
Gerçek farklıdır. Delicesine dik yokuşları tırmanmanıza izin veren bir dişli oranı, yalnızca sürünerek bacaklarınızı deli gibi döndürmenizi gerektirir. Yakında devrileceksin.
Allain, bir tırmanışta üstesinden gelmek isteyeceğiniz minimum hızı yürüme hızı veya saniyede yaklaşık iki metre olarak belirler. Hesaplamalarıyla (burada tartışılamayacak kadar karmaşık), 2m/s (4,5mph) hızda 422 watt'lık bir güç için maksimum eğimi %40 olarak yerleştiriyor.
Yani %40, insan gücünün bir eğimde yerini bulduğu yer olabilir - bunun ötesinde yürüseniz de iyi olur. Ancak pratikliklerle daha az ilgilenen ve eğimle yenilemeyeceğimizi kanıtlamakla daha çok ilgilenenler için, yeterince yavaş gitmeye hazırsak, %40'tan fazla bir eğime tırmanmak mümkün olmalıdır.
Bilmek istediğimiz şey, güç çıkışımız veya dişli oranımız ne olursa olsun, fizik yasalarının tırmanmamızı hangi açıdan engelleyeceği.
Öncelikleri dengeleme
Daha da dikleşen bir tepeyi tırmanacak olsaydık, geriye doğru devrileceğimiz bir nokta gelmelidir.
'Bir bisikleti üç nokta, kütle merkezi ve iki temas noktası [tekerlekler] olarak alırsanız, o zaman kütle merkezinin dikey ekseni bu iki temas noktasından birinin ötesine geçerse bisiklet devrilir ' diyor Allain.
Bisiklete binmede ağırlık merkezinin [CG] rolünde öncü olan Keith Bontrager, "Sürücünün CG'sini mekanik yollarla bulmak kolay değil" diye açıklıyor.
Ancak tırmanan bir binicinin CG'sini 'saat dokuz pedal konumunda pedal milinin 2-3 cm arkasına' bir çizgiye koyuyor.
Kendi (oldukça bilimsel olmayan) hesaplamalarımıza göre, normal bir şekilde oturan ortalama bir binicinin arka tekerleğin yola değdiği noktanın yaklaşık 58 cm önünde ve 120 cm üzerinde bir CG'ye sahip olacağını tahmin ediyoruz.
Şimdi, sürücünün geriye düşeceği noktayı bulmak için biraz trigonometri yapmalıyız. (İlgileniyorsanız: eğim açısı=90 – (Tan-1 (CG ÷ arka tekerleğin yatay CG'ye göre yüksekliği).
Bundan, 25.8° veya %48'lik bir devrilme noktasının cevabını alıyoruz. İşte burada, mutlak en dik gradyan yaklaşık %48'dir. Yoksa öyle mi?
Açı dikleştiğinde, "normal" oturmanız pek olası değildir. Bontrager, 'Bir binici çok dik tırmanışlarda öne eğilerek devrilmeyi önler. Bu, MTB sürücüleri için yaygındır.'
Böylece, bir binicinin çubukların üzerine mümkün olduğunca uzanmasını temel alarak yeniden hesapladık ve 41° veya %86,9'luk yeni bir maksimum eğim bulduk.
Elbette, bir yokuşta bu kadar öne eğilmek, arka lastiğin çekişini biraz az altacak ve muhtemelen bisikletin yokuştan aşağı doğru endişe verici bir şekilde kaymasına neden olacaktır. Bu da bizi diklik arayışımızdaki ana kısıtlamaya getiriyor: çekiş.
Kayarak uzaklaşır
Bisikletle hareket edebilmek için, lastiğin hareketine karşı koyacak bir sürtünmeye ihtiyacınız vardır. Eğim arttıkça, iki yüzey yerçekimi tarafından daha az yoğun bir şekilde itildiğinden sürtünme azalır. C
Continental'in ürün müdürü hristian Wurmbäck, "Çok dik bir yokuşta ilk önce lastiğin yol tutuşunun bozulacağını söyleyebilirim" diyor.
Fakat tam devrilme noktasını bulmak zor. Başlangıç olarak, bir lastiğin sürtünme katsayısını, yani aslında ne kadar yapışkan olduğunu bilmeliyiz.
Wurmbäck'in açıkladığı gibi, bunu belirlemek kolay değil: 'Gerçekten söyleyemezsiniz. Yüzeyin ıslak veya kuru olmasına bağlıdır. Tüm koşullar için teorik bir kavrayış sağlayan tek bir sayı olduğu fikri – gerçekten mevcut değil.'
Dolayısıyla, gerçeklik daha karmaşık olsa da, saf kauçuk için asf altta sürtünme katsayısı tahminleri ıslak betonda 0,3'ten 0,9'a kadar değişir.
Profesör Allain'in tahmini 0,8 sürtünme katsayısına dayalı hesaplaması (ki bunu "iyimser" olarak tanımlar), lastik çekişinin tolere edebileceği maksimum açıyı 38,7° veya yaklaşık %80 olarak verir.
Tutkuyu kaybetmek
%80'de bu, lastiklerin çekişini zaten başarısızlığın ilk noktası haline getiriyor, ancak bu yine de olası dikliğin fazla tahmin edilmesi olabilir. 0,8 katsayısı, nadir görülen tamamı kauçuk bir lastik fikrine dayanır.
Wurmbäck, 'Lastiğin saf kauçuğa göre daha sert ve daha uzun ömürlü olmasını istiyoruz. Süper sert bir lastiğiniz varsa, yola da yapışmaz.'
Ayrıca, %30'dan fazla eğimler genellikle asf alt yerine beton kaplama gerektirir, bu nedenle kauçukla sürtünme katsayısı hareket halindeyken 0,6'ya yakındır.
Bu rakamı Allain'in denklemine geri koyarsak, çekiş %60'ta başarısız olabilir. Bu, bir sürücünün benimsemesi gereken radikal tırmanma pozisyonu göz önüne alındığında, tekerlekler arasındaki ağırlık dağılımının karmaşıklığına girmeden.
Wurmbäck, Sürtünmeyi büyük ölçüde artırmanın yolları var - yüzeye yapıştırıcı sürmek gibi. Ancak daha pratik bir ifadeyle, sıcak bir günde, geniş bir lastikle daha az lastik şişirme ile sıcak bir lastik ve sıcak bir yüzey istersiniz.'
Katsayının yanı sıra, dikkate alınması gereken lastik profili tarafından oluşturulan yüzey alanı da vardır. Ama muhtemelen bunun yüzeyini bile çizmek için birkaç sayfaya daha ihtiyacımız olacak.
Çok sayıda, dalgalı faktör, en baş döndürücü bisiklet tırmanışının dikliğini sınırlamada rol oynar. Ancak vitesiniz, gücünüz ve radikal tırmanma konumunuz %60'lık bir eğimin kuzeyine gitmenize izin veriyorsa, çekiş gücünüzün her an sizi yarı yolda bırakmasını bekleyebilirsiniz.
Elinizde bir kap yapıştırıcı yoksa.
