Biz fan darsliklarini chiqarish orqali ajoyib g'ildirak bahsini to'xtatdik
Bozorda g'ildiraklarning hayratlanarli qatori mavjud bo'lib, ularning aksariyati sizni tezroq va samaraliroq qilishini ta'kidlaydi. Ko'pchilik ularning yorug'ligi haqida katta fikr bildiradi, lekin ular kamdan-kam hollarda g'ildirakning asosiy qismi qayerda joylashganligini tushuntiradilar: uya yoki jant?
Bu bizni o'ylashga majbur qildi. Agar sizda bir xil umumiy og'irlik va dizayndagi ikkita g'ildirak bo'lsa, lekin birining og'irligi markazda, ikkinchisining og'irligi esa jantda ko'proq bo'lsa, bu sizni o'rtacha haydash davomida tezroq qiladi? Eski fizika darsliklarini qaytadan chiqarish vaqti keldi.
Inersiyadan boshlaylik. Inertsiya momenti aylanish markazidan uzoqroqda bo'lgan massani aylanish markaziga yaqin bo'lgan massaga qaraganda aylantirish qiyinroq degan printsip asosida ishlaydi. Velosipedda, albatta, birinchisi jantni, ikkinchisi esa markazni anglatadi. Nyutonning ikkinchi harakat qonuni, aylanadigan jismlar bilan bog'liq bo'lsa, a=t / i deyiladi, bu erda a - aylanish tezlashuvi, t - aniq moment va i - inersiya momenti. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, inersiya qanchalik baland bo'lsa, bir xil moment uchun tezlashuv shunchalik sekin bo'ladi.
Marko Arkesteyn, Aberystwyth universitetining sport va jismoniy mashqlar bo'yicha olimi, inertsiyani tushunishning yana bir usulini taqdim etadi: Ko'rib chiqaylik, figurali uchuvchining qo'llarini yoygan holda bir joyda aylanayotgani. Ular tananing o'rta nuqtasi atrofida aylanadi - statsionar qism. Bu ularning aylanish markazi. Qo'llarini tanasiga solib, ular aylanish tezligini oshiradilar. Ular qilayotgan narsa aylanish markazidan eng uzoqda joylashgan massani kamaytirishdir, bu esa inertsiyani pasaytiradi. Tizimdagi energiya doimiy boʻlgani uchun ularning burchak tezligi oshadi.’
Xulosa qilib aytganda, jantning past og'irligi tezroq tezlashishga teng ko'rinadi, chunki u istalgan tezlikka erishish uchun kamroq energiya talab qiladi. Buning afzalligini Filipp Gilbert kabi zarba beruvchi qisqa cho'qqilarga ko'tarilganida ko'rishingiz mumkin - bu stsenariy yo'lda tasdiqlangan. Mavic mahsulot menejeri Maksim Brunand eksperiment o'tkazdi, u ikkita g'ildirak to'plamiga 50 g qo'shdi - bir to'plamda jantda, ikkinchisida - markazda - va 10% gradientda 500 vattgacha chavandoz kuchiga ega edi va qarang. 20 km/soat tezlikka erishish uchun qancha vaqt kerak bo'ldi. "Qo'shimcha og'irligi bo'lgan g'ildirak 20 km / soat tezlikka erishish uchun xuddi shu jant kvartirada ishlatilgandan besh baravar ko'proq vaqt talab qildi", deydi u. “Uyada og‘irlik qo‘shilgan g‘ildiraklardan foydalangan holda, uning ekvivalent gorizontal tezligiga erishish uchun bor-yo‘g‘i to‘rt baravar ko‘p vaqt kerak bo‘ldi. Aslini olganda, tepaliklarda inertsiya muhimroq bo'lib qoladi.” Frantsiya jamoasi shuningdek, tekislikda “tezlikni saqlash osonroq” bo'lganini ham, g'ildiraklar og'irligi qo'shimcha og'irlikda bo'lgan.
Volan effekti
Bu bizni volan effektiga olib keladi. Lokomotiv g'ildiragi bug 'dvigatelining impulsini tashigandek, og'irroq jant chavandoz uchun tezlikni bir marta oshira oladimi? Ondrey Sosenka 2005 yilda 49,7 km masofani bosib o'tgan "Soat" rekordini yangilagan. Chexiyalik chavandoz 90 kg vaznda tarozini ag'darib, bo'yi ikki metrga teng bo'lib, professional poygada qatnashgan eng yirik chavandozlardan biri edi. Uning rekordini o'rnatgan velosipedining og'irligi 9,8 kg, shu jumladan orqa g'ildiragi 3,2 kg edi - buning sababi shundaki, Sosenkaning ta'kidlashicha, og'irroq g'ildirak maksimal tezlikka erishish uchun ko'proq vaqt talab qilgan bo'lsa, u erda ushlab turish osonroq bo'ldi. Boshqa tomondan, Eddi Merkx trekda poyga paytida butun velosipedini iloji boricha yengil tutish uchun juda ko'p harakat qildi.
Xo'sh, kim haq? "Ba'zi hollarda jantdagi biroz og'irroq g'ildirak vaqtni tezroq olib kelishi mumkin, masalan, tekis yo'lda", deydi Pol Lyu, Reynolds Wheels innovatsiyalar bo'yicha direktori. "Bu, shuningdek, ko'p kuchini pedalni pastga tushirishga sarflaydigan velosipedchi uchun ham foydali bo'lishi mumkin. Og'irroq g'ildirak kadansning orqa va yuqori qismidagi etishmayotgan kuchni g'ildirakning impulsini pastga yo'n altirish orqali to'ldirishga yordam beradi.'
Demak, ser Bred iyun oyida “Soat soati” rekordini oʻrnatishga urinayotganda romiga qoʻrgʻoshin yuklasa arziydimi? Yo'lda oddiy chavandozlar haqida nima deyish mumkin? "To'g'ri, bir oz og'irroq g'ildirak butunlay tekis yo'nalishda tezroq vaqtga olib kelishi mumkin, bu qoida emas, istisno", deydi Lyu. Ko'pgina yo'lda haydashda qo'shilgan og'irlik foyda emas, balki to'siq bo'ladi: "Oxir oqibat, tezlikni oshirish uchun volan effektini yaratish uchun ishlatiladigan g'ildirak tomonidan ishlab chiqarilgan impuls velosipedchiga qimmatga tushadi. Velosipedchi harakat narxidan ko'ra kamroq daromad va foyda oladi. Xarajat daromaddan oshmaydi.’
Kichikroq g'ildiraklar-chi?
Aftidan, og'ir jantlarning volan ta'siri faqat o'ta aniq sharoitlarda foyda keltiradi, holbuki jantlarning og'irligini kamaytirish ko'tarilish yoki tezlashishda haqiqiy foyda keltirishi mumkin. Va inertsiya massa markazdan qanchalik uzoq bo'lsa, ortib borayotganligi sababli, odatdagi 700c o'rniga kichikroq 650c g'ildiraklardan foydalanishimiz uchun argument bormi? Bu triatlonda 1990-yillarning boshi va oʻrtalarida kuzatilgan tendentsiya edi va tadqiqotlar shuni koʻrsatdiki, bunday gʻildirak yordamida vazn 8% tejalgan.
“Menimcha, har qanday afzallik bir necha omillar, jumladan, qulaylik bilan inkor etiladi”, deydi Arkesteijn. “Kichikroq radius tufayli yoʻldan shovqin kuchliroq.” 650c gʻildirak ham 700c dan koʻproq aylanishi kerak (taxminan 475 kilometrga nisbatan 510 aylanish) koʻproq ishqalanishni anglatadi. "Katta chavandoz qo'shimcha og'irligi tufayli bu shovqinni yanada kuchliroq his qiladi", deb davom etadi Arkesteijn. Bularning hech biri hisobga olinmaydigan narsa, albatta, aerodinamikadir. Og'irroq jant afzalliklarga ega bo'lishi mumkin, agar bu og'irlik havo orqali kesish uchun yaxshiroq shakl yaratish uchun ishlatilsa. Strada Handbuilt Wheels kompaniyasidan Jonathan Day: "Agar siz katta bo'linma bo'lsangiz va tezlikni tepada ushlab tursangiz, og'irroq jant sizga kamroq noqulaylik tug'diradi, chunki siz kattaroq aerodinamik effektdan bahramand bo'lasiz".‘Ammo, agar siz 62 kg ozg‘in bo‘lsangiz va toqqa chiqishda zo‘r bo‘lsangiz, tepalikka chiqish tezligingizni oshirish uchun chekkada engil narsa bo‘lishini xohlaysiz.’
Oxir-oqibat, ko'pchilikda har qanday haydash va yo'l sharoitlariga mos keladigan g'ildiraklar qatori yo'q. Shunday qilib, juda aniq holatlar va mukammal sharoitlar bundan mustasno, engilroq jantlar tezlikni va zavqlanishingizni maksimal darajada oshirish uchun yaxshiroqdir. O'pkani yirtib tashlaydigan og'riq va ter oqimiga qaramay, velosiped haydashning o'zi shu.