Acabem el gran debat de la roda traient els llibres de text de ciència
Hi ha una gran varietat de rodes al mercat, la majoria de les quals proclamen que et fan més ràpid i eficient. Molts parlen molt de la lleugeresa que són, però poques vegades expliquen on es troba la major part de la massa de la roda: el cub o la llanda?
Això ens va fer pensar. Si tinguéssiu dues rodes del mateix pes i disseny globals, però una tingués més pes al cub i l' altra tingués més pes a la llanda, què us faria més ràpid en el transcurs d'un recorregut mitjà? És hora de tornar a treure els vells llibres de text de física.
Comencem per la inèrcia. El moment d'inèrcia funciona segons el principi que la massa més allunyada del centre de rotació és més difícil de girar que la massa propera al centre de rotació. En el ciclisme, és clar, el primer significa la llanta, el segon el nucli. La segona llei del moviment de Newton, quan es relaciona amb objectes en rotació, diu α=t/i on α és l'acceleració de rotació, t és el parell net i i és el moment d'inèrcia. En altres paraules, com més gran sigui la inèrcia, més lenta serà l'acceleració amb el mateix parell.
Marco Arkesteijn, científic de l'esport i l'exercici a la Universitat d'Aberystwyth, ofereix una altra manera d'entendre la inèrcia: Penseu en un patinador artístic que gira al lloc amb els braços estesos. Giren al voltant del punt mitjà del cos, la part que està estacionària. Aquest és el seu centre de rotació. En ficar les mans al cos augmentaran la velocitat de rotació. El que estan fent és disminuir la massa més allunyada del centre de gir, la qual cosa redueix la inèrcia. Com que l'energia del sistema és constant, es dedueix que la seva velocitat angular augmenta.’
En resum, sembla que un pes més baix a la llanda equival a acceleracions més ràpides perquè requereix menys energia per assolir una velocitat determinada. Podeu veure l'avantatge d'això quan un punxador com Philippe Gilbert fa una escalada curta, un escenari que s'ha verificat a la carretera. El gerent de producte de Mavic, Maxime Brunand, va dur a terme un experiment on va afegir 50 g a dos jocs de rodes (a la llanda d'un conjunt, al centre de l' altre) i va tenir una potència de fins a 500 watts amb un desnivell del 10% i va veure quant de temps van trigar a arribar als 20 km/h. "La roda amb pes afegit de llanta va trigar cinc vegades més a arribar als 20 km/h que quan s'utilitzava la mateixa llanda al pla", diu. "Usant les rodes amb pes afegit al nucli, només va trigar quatre vegades més a assolir la seva velocitat horitzontal equivalent. Bàsicament, a les muntanyes, la inèrcia adquireix més importància”. L'equip francès també va observar que al pla “era més fàcil mantenir la velocitat” utilitzant les rodes amb pes addicional a la llanda.
L'efecte volant
Això ens porta a l'efecte volant. Una llanta més pesada podria portar l'impuls per a un genet un cop arriba a la velocitat, de la mateixa manera que una roda de locomotora porta l'impuls per a una màquina de vapor? Ondrej Sosenka va batre el rècord de les hores el 2005, recorrent 49,7 km. El pilot txec va ser un dels pilots més grans que mai va córrer professionalment, inclinant la balança a 90 kg i mesurant dos metres d'alçada. La seva bicicleta rècord pesava 9,8 kg, inclosa una roda del darrere de 3,2 kg; la raó era, va argumentar Sosenka, que, mentre que una roda més pesada trigava més a assolir la velocitat màxima, un cop allí era més fàcil mantenir-s'hi. D' altra banda, Eddy Merckx s'ha esforçat molt per mantenir tota la seva bicicleta el més lleugera possible quan corre a la pista.
Qui té raó? "En alguns casos, una roda una mica més pesada a la llanda pot donar lloc a un temps més ràpid, com ara en un recorregut pla", diu Paul Lew, director d'innovació de Reynolds Wheels. "També pot beneficiar un ciclista que exerceix la major part de la seva energia en el pedal avall. La roda més pesada pot ajudar a omplir la força que f alta a la part posterior i ascendent de la cadència en portar l'impuls de la roda fins a la carrera baixa.’
Així que val la pena Sir Brad carregar la seva llanta amb plom quan intenti el rècord de l'Hora al juny? I què passa amb els motoristes normals a la carretera? "Si bé és cert que una roda una mica més pesada pot resultar en un temps més ràpid en un recorregut completament pla, aquesta és l'excepció, no la regla", diu Lew. A la majoria de viatges per carretera, el pes afegit serà un impediment més que un benefici: "En última instància, l'impuls generat per una roda utilitzada amb el propòsit de crear un efecte volant per augmentar la velocitat té un cost per al ciclista". El ciclista tindrà menys rendibilitat i benefici que el cost de l'esforç. El cost no superarà el guany.’
Què passa amb les rodes més petites?
Sembla que l'efecte volant de les llantes pesades només paga dividends en circumstàncies molt específiques, mentre que reduir el pes de les llantes pot tenir beneficis reals quan s'escala o s'accelera. I com que la inèrcia augmenta com més allunyada està la massa del nucli, hi ha algun argument perquè tots utilitzem rodes més petites de 650c en comptes de les 700c habituals? Va ser una tendència observada en el triatló a principis i mitjans de la dècada de 1990 i la investigació ha demostrat un 8% d'estalvi de pes amb aquesta roda.
"Crec que qualsevol avantatge es veu negat per diversos factors, inclosa la comoditat", diu Arkesteijn. "El brunzit de la carretera és més intens a causa del radi més reduït". Una roda de 650c també ha de girar més que la de 700c (510 girs per quilòmetre en comparació amb 475 aprox) el que significa més fricció. "Un pilot més gran sentirà aquest brunzit encara més intensament a causa del seu pes afegit", continua Arkesteijn. El que res d'això té en compte, és clar, és l'aerodinàmica. Una vora més pesada pot oferir avantatges si aquest pes s'utilitza per crear una forma millor per tallar a través de l'aire. "Si sou una unitat gran i podeu aguantar la vostra velocitat pujant un turó, una llanta més pesada és menys un desavantatge per a vos altres perquè gaudireu d'un efecte aerodinàmic més gran", diu Jonathan Day de Strada Handbuilt Wheels."No obstant això, si ets un flac de 62 kg i excel·les escalant, vols alguna cosa lleugera a la vora per maximitzar la teva velocitat pujant el turó."
En última instància, la majoria de la gent no té una gamma de rodes per triar per adaptar-se a tots els tipus de recorregut i condicions de la carretera. Per tant, excepte en circumstàncies molt específiques i condicions perfectes, les llantes més lleugeres són generalment millors per maximitzar la velocitat i el gaudi. I malgrat el dolor que desgarra els pulmons i els raigs de suor, d'això es tracta anar en bicicleta.
