Agy tömege vs

Tartalomjegyzék:

Agy tömege vs
Agy tömege vs

Videó: Agy tömege vs

Videó: Agy tömege vs
Videó: НАБРАЛ МАССУ ЗА МЕСЯЦ 2024, Március
Anonim

A nagy kerékről szóló vitát a természettudományos tankönyvek elővételével pihentetjük

A piacon elképesztően sokféle kerék található, amelyek többsége azt hirdeti, hogy gyorsabbá és hatékonyabbá tesz. Sokan sokat foglalkoznak azzal, hogy mennyire könnyűek, de ritkán magyarázzák el, hogy a keréken hol található a tömeg nagy része: a kerékagyon vagy a kerékpánton?

Ez elgondolkodtatott bennünket. Ha két, azonos össztömegű és kialakítású kereke lenne, de az egyiknek nagyobb a súlya az agynál, a másiknak pedig a felninél, mitől lenne gyorsabb egy átlagos utazás során? Ideje újra elővenni a régi fizika tankönyveket.

Kezdjük a tehetetlenséggel. A tehetetlenségi nyomaték azon az elven működik, hogy a forgásközépponttól távolabb eső tömeget nehezebb forgatni, mint a forgásközépponthoz közeli tömeget. A kerékpározásban természetesen előbbi a felnit, utóbbi a kerékagyat jelenti. Newton második mozgástörvénye, ha forgó tárgyakra vonatkozik, α=t/i, ahol α a forgási gyorsulás, t a nettó nyomaték és i a tehetetlenségi nyomaték. Más szavakkal, minél nagyobb a tehetetlenségi nyomaték, annál lassabb a gyorsulás ugyanazon nyomaték mellett.

Marco Arkesteijn, az Aberystwyth Egyetem sport- és testedzéskutatója egy másik módszert kínál a tehetetlenség megértésére: „Vegyünk egy olyan műkorcsolyázót, aki a helyszínen forog széttárt karral. A test középpontja körül forognak – az álló része körül. Ez a forgáspontjuk. A kezüket a testükbe dugva növelik a forgási sebességet. Amit csinálnak, az az, hogy csökkentik a forgásközépponttól legtávolabb lévő tömeget, ami csökkenti a tehetetlenséget. Mivel a rendszerben az energia állandó, ebből következik, hogy a szögsebességük nő.’

Röviden, úgy tűnik, hogy a kisebb súly a felninél nagyobb gyorsulást jelent, mivel kevesebb energiát igényel bármely adott sebesség eléréséhez. Láthatja ennek az előnyét, amikor egy olyan ütős, mint Philippe Gilbert, felsprintel egy rövid emelkedőt – ez a forgatókönyv már bizonyított az úton. A Mavic termékmenedzsere, Maxime Brunand végzett egy kísérletet, amelyben 50 g-ot adott két kerékkészlethez – az egyik keréktárcsánál, a másiknál a kerékagynál –, és 10%-os lejtőn akár 500 watt teljesítményt is elért. mennyi idő alatt sikerült elérniük a 20 km/h-t. „A hozzáadott felnisúllyal rendelkező keréknek ötször tovább tartott, hogy elérje a 20 km/h-t, mint amikor ugyanazt a felnit használták sík felületen” – mondja. „Az agyhoz hozzáadott súllyal rendelkező kerekek használatával mindössze négyszer annyi időbe telt, hogy elérje az egyenértékű vízszintes sebességet. Lényegében dombokon a tehetetlenség egyre fontosabbá válik.” A francia csapat azt is megfigyelte, hogy síkpályán „könnyebb volt tartani a sebességet” a kerekek extra súllyal a peremén.

A lendkerék effektus

Tudományos könnyű felnik
Tudományos könnyű felnik

Ez elvezet minket a lendkerék-effektushoz. Egy nehezebb felni képes-e lendületet adni egy motorosnak, aki egyszer felgyorsult, mint ahogy a mozdonykerék lendületet ad a gőzgépnek? Ondrej Sosenka 2005-ben döntötte meg az óra rekordját, 49,7 km-t tett meg. A cseh versenyző a valaha volt egyik legnagyobb profi versenyző volt, 90 kg-ra billentette a mérleget, és két méter magas volt. Rekordkerékpárja 9,8 kg-ot nyomott, beleértve a 3,2 kg-os hátsó kereket – Sosenka érvelése szerint ennek oka az volt, hogy míg egy nehezebb keréknél tovább tartott a maximális sebesség eléréséhez, egyszer már könnyebb volt ott tartani. A másik oldalon Eddy Merckx nagy erőfeszítéseket tett azért, hogy az egész motorját a lehető legkönnyebben tartsa, amikor a pályán versenyzett.

Szóval kinek van igaza? „Néhány esetben egy kicsit nehezebb kerék a felninél gyorsabb időt eredményezhet, például sík pályán” – mondja Paul Lew, a Reynolds Wheels innovációs igazgatója. „Egy olyan kerékpáros számára is előnyös lehet, aki a legtöbb energiát a pedál leütésére fordítja. A nehezebb kerék segíthet pótolni a hiányzó erőt a ritmus hátsó és felfelé irányuló részében azáltal, hogy a kerék lendületét átviszi a lefelé ütésig.’

Szóval megéri Sir Brad ólommal megtölteni a felnijét, amikor júniusban megkísérli a Hour rekordot? És mi a helyzet a normál lovasokkal az utakon? „Bár igaz, hogy egy kicsit nehezebb kerék gyorsabb időt eredményezhet teljesen sík pályán, ez a kivétel, nem a szabály” – mondja Lew. A legtöbb közúti utazáson a megnövelt tömeg inkább akadályt jelent, mint előnyt: „Végső soron a sebesség növelésére szolgáló lendkerék hatás létrehozására használt kerék által generált lendület költséget jelent a kerékpáros számára. A kerékpáros kevesebb megtérülést és hasznot realizál, mint az erőfeszítés költsége. A költség nem haladja meg a nyereséget.’

Mi a helyzet a kisebb kerekekkel?

Úgy tűnik, a nehéz keréktárcsák lendkerék-hatása csak nagyon speciális körülmények között kifizetődik, míg a felnik súlyának csökkentése valós előnyökkel járhat felfelé vagy gyorsulva. És mivel a tehetetlenség növekszik, minél távolabb kerül a tömeg az agytól, van-e érv amellett, hogy a szokásos 700 c helyett kisebb 650c-es kerekeket használjunk? Ez a triatlonban az 1990-es évek elején és közepén megfigyelhető tendencia volt, és a kutatások 8%-os súlymegtakarítást mutattak ki egy ilyen kerék használatával.

„Úgy gondolom, hogy minden előnyt több tényező is megcáfol, beleértve a kényelmet” – mondja Arkesteijn. „Az út felől érkező zümmögés erősebb a kisebb sugár miatt.” A 650c-es keréknek is többet kell forognia, mint a 700c (510 fordulat kilométerenként a kb. 475-höz képest), ami nagyobb súrlódást jelent. „Egy nagyobb versenyző még erősebben fogja érezni ezt a zümmögést a megnövekedett súlyuk miatt” – folytatja Arkesteijn. Amit természetesen ez nem vesz figyelembe, az az aerodinamika. A nehezebb felni előnyökkel járhat, ha ezt a súlyt arra használják, hogy jobb formát hozzon létre a levegőben való átvágáshoz. „Ha Ön egy nagy egység, és képes megtartani a sebességét dombon, a nehezebb felni kevésbé jelent hátrányt az Ön számára, mert nagyobb aerodinamikai hatást fog élvezni” – mondja Jonathan Day, a Strada Handbuilt Wheels munkatársa.„Ha azonban sovány, 62 kg-os vagy, és kiválóan mászik, akkor valami könnyűt szeretne a peremen, hogy maximalizálja a sebességet a dombon.”

Végső soron azonban a legtöbb embernek nincs olyan kerékkínálata, amelyből mindenfajta utazáshoz és útviszonyokhoz megfelelne. Tehát a nagyon speciális körülmények és tökéletes körülmények kivételével a könnyebb felnik általában jobbak a sebesség és az élvezet maximalizálásához. És a tüdőt tépő fájdalom és az izzadságpatakok ellenére a kerékpározás lényege.

Ajánlott: