Les rodes són els millors components per actualitzar si voleu estalviar pes a la bicicleta? Separem els fets del gir
"Una lliura a les rodes val dues al marc", o això diuen. Aquesta saviesa convencional ha governat l'enfocament de la selecció de rodes per a molts ciclistes: si mai hi ha hagut un lloc on esquitxar els diners per afaitar-se uns quants grams, són les rodes.
Però com passa sovint amb la saviesa convencional, estem lluny de ser feliços de deixar-ho així.
La idea que el pes d'un conjunt de rodes és més important que qualsevol altra part de la bicicleta es basa en el fet que les rodes es mouen més que qualsevol altra part de la bicicleta.
Andy Ruina, professor d'enginyeria mecànica a la Universitat de Cornell, ho diu de manera senzilla: "La part superior de la roda va el doble de ràpid que la bicicleta. I la direcció oposada [la part inferior de la roda] no anul·la aquesta velocitat.
'En conseqüència, té el doble d'energia cinètica, de manera que es necessita el doble de força per posar-lo en marxa i fa que la bicicleta alenti el doble.'
Pes contra acceleració
El pes és tan important en el gran esquema del moviment de la bicicleta per la seva relació amb l'acceleració. Quan una cosa es mou a una velocitat constant, totes les forces que l'empenyen i la frenen estan en equilibri.
Un augment raonable de pes no farà cap diferència, tret de qualsevol augment lleuger de la fricció o de la resistència al rodament que pugui causar.
En augmentar o perdre velocitat, però, entra en vigor la segona llei de Newton: força=massa x acceleració. Així, com més massa tinguis, més força necessitaràs per augmentar la velocitat.
Llavors, per què, doncs, fa una gran diferència que el pes estigui sobre una roda en lloc d'un marc?
Aquí és on es complica una mica, gràcies a la inèrcia. La inèrcia és la resistència d'un objecte a un canvi en el seu moviment; és la raó per la qual caldria un esforç per accelerar una bicicleta fins i tot en un univers sense fricció.
Les rodes, la bicicleta i el pilot tenen inèrcia, però amb les rodes l'efecte s'amplifica perquè giren.
Steve Williams, el màxim enginyer de dinàmica de vehicles de Lotus, diu: En el cas d'una roda, perquè tens molta massa distribuïda al voltant de la llanda, a certa distància del centre de la roda, això li dóna inèrcia. '
Aquesta inèrcia significa essencialment una resistència a la rotació de la roda. De vegades s'anomena inèrcia rotacional, però, més exactament, s'anomena moment d'inèrcia.
Williams afegeix: "Com que una bicicleta roda sobre les seves rodes, no només has d'empènyer aquesta massa per l'aire més ràpid, sinó que també has de fer que la roda giri més ràpid". La inèrcia de la roda resistirà l'augment de la velocitat de gir.’
De manera crucial, però, aquesta inèrcia està determinada per la distància d'una massa al centre de rotació: Un moment d'inèrcia és el resultat d'una massa a una distància de l'eix al voltant del qual està sent girada, en en el cas d'una roda, és la distància de la massa a l'eix del cargol.'
Vés al punt
Tota aquesta xerrada científica ens porta al nucli de la qüestió. No n'hi ha prou amb dir que una roda pesada és més un obstacle que un bastidor pesat perquè tot depèn d'on es distribueix el pes a la roda.
És massa simplista afirmar que "una lliura a les rodes val dues al marc". El professor Jim Papadopoulis, autor de Cycling Science, diu: "S'aconsegueix que una mica de massa just a la circumferència es compta dues vegades, una mica de massa al centre del radi 1,5 vegades i una mica de massa al centre. comptat una vegada.'
A partir d'aquesta base, hauríem d'adaptar la frase per dir "una lliura a les llandes val dos als hubs", però Williams a Lotus es mostra escèptic sobre els guanys indicats que s'aconseguiran amb llantes més lleugeres.
‘Podem veure que la reducció de la inèrcia de la roda té un efecte beneficiós sobre la reducció de la massa no giratòria, però és molt petita. En realitat, la massa estalviada de les llandes de les rodes és probable que sigui menys d'un 10% més beneficiosa que la mateixa massa estalviada de la resta de la bicicleta.’
Alguns càlculs força complexos revelen que l'avantatge en termes d'acceleració de tallar pes des de les llantes de les rodes seria del 0,9%, a diferència del 0,8% quan es talla pes des del bastidor.
Si els guanys obtinguts amb la reducció del pes de la massa giratòria de la vostra bicicleta estan oberts a debat, la següent àrea a considerar és la giroscòpia.
Actualitza a algunes rodes més lleugeres per menys de 500 £
Aconseguir un gyro amb ell
Un giroscopi és una roda o disc que gira al voltant d'un eix de manera que s'estabilitza. Això es deu als efectes del moment angular: quan el punt superior d'una roda comença a tirar-lo cap avall cap a la dreta, per exemple, un cop la roda ha girat mitja volta, el mateix punt de la roda està cap per avall i de sobte empeny el roda cap enrere a l'esquerra.
L'efecte giroscòpic de girar és la raó per la qual una peolla es manté en posició vertical i la raó per la qual les rodes de la bicicleta juguen un paper a l'hora de mantenir-nos drets.
Com que un giroscopi funciona segons aquest principi bàsic de les forces angulars, el pes a la part més externa de la roda és el que més influeix en la força d'estabilització de la roda. Per tant, si una llanda és més pesada, pot empènyer una roda cap enrere amb una força més forta, segur?
Ruina de la Universitat de Cornell pinta una imatge tèrbola del consens científic: "No hi ha una resposta definitiva sobre si una vora més pesada és més estable". Però la tendència sembla ser que un giroscopi més gran se sent més estable.’
Així deixa entreveure que una llanda més pesada, en lloc d'una roda més pesada en general, podria oferir més estabilitat.
Però hi ha un altre angle a tenir en compte. Williams diu: "Una roda d'inèrcia més alta tindria un efecte giroscòpic més potent, però hi ha un segon efecte giroscòpic: com més ràpid es dirigeixin els manillars, més gran serà la resistència giroscòpica a ser girada". Tan alta inèrcia fa que sigui més difícil girar el manillar i inclinar la bicicleta.’
Una llanda gruixuda et farà més estable mentre condueixes, però pot sacrificar el tipus d'agilitat que podria permetre una direcció més lliure i ràpida.
Ruina està lleugerament en desacord, però. "Si dius que una bicicleta se sent molt ràpida a l'hora de manejar, gairebé segur que això té a veure amb la geometria de la bicicleta i la distribució de la massa en el conjunt de la direcció", diu.
‘I recorda, el pes més influent que implica recolzar-se en un racó ets tu.’
Al final, si sou el tipus de motorista que busca petites millores incrementals en el rendiment del vostre equip, hauríeu de centrar-vos a trobar les llantes més lleugeres en lloc de la roda general més lleugera.
O pots fer el que fem la resta de nos altres i optar per les que semblen més maques.
