Ang mga gulong ba ang pinakamahusay na mga bahagi upang i-upgrade kung naghahanap ka upang makatipid ng timbang sa bike? Pinaghiwalay namin ang mga katotohanan mula sa spin
'Ang isang libra sa mga gulong ay nagkakahalaga ng dalawa sa frame’, o kaya nga sabi nila. Ang kumbensiyonal na karunungan na iyon ang namamahala sa diskarte sa pagpili ng gulong para sa maraming siklista – kung mayroon mang lugar para ibuhos ang pera para mag-ahit ng ilang gramo, ito ang mga gulong.
Ngunit gaya ng kadalasang nangyayari sa kumbensiyonal na karunungan, hindi tayo masaya na iwanan ito.
Ang ideya na ang bigat ng isang wheelset ay mas mahalaga kaysa sa anumang iba pang bahagi ng bike ay nakasalalay sa katotohanan na ang mga gulong ay gumagalaw nang higit sa anumang iba pang bahagi ng bike.
Andy Ruina, propesor ng mechanical engineering sa Cornell University, ay simple lang: ‘Ang tuktok ng gulong ay dalawang beses na mas mabilis kaysa sa bisikleta. At ang magkasalungat na direksyon [sa ilalim ng gulong] ay hindi nakakakansela sa bilis na iyon.
'Dahil dito ay doble ang kinetic energy nito kaya kailangan ng dobleng lakas para mapatakbo ito at doble ang takbo nito sa bisikleta.’
Timbang v acceleration
Napakahalaga ng timbang sa grand scheme ng paggalaw ng bisikleta dahil sa kaugnayan nito sa acceleration. Kapag ang isang bagay ay gumagalaw sa patuloy na bilis, ang lahat ng puwersang nagtutulak dito at nagpapabagal dito ay nasa equilibrium.
Ang makatwirang pagtaas ng timbang ay walang pagkakaiba, maliban sa anumang bahagyang pagtaas ng friction o rolling resistance na maaaring idulot nito.
Kapag tumataas o nawawala ang bilis, gayunpaman, ang pangalawang batas ni Newton ay magkakabisa: puwersa=masa x acceleration. Kaya kung mas marami kang masa, mas maraming puwersa ang kailangan mong pabilisin.
Kaya bakit, kung gayon, may malaking pagkakaiba kung ang bigat ay nasa gulong sa halip na isang frame?
Narito kung saan ito nagiging kumplikado, salamat sa inertia. Ang inertia ay ang paglaban ng isang bagay sa pagbabago ng paggalaw nito – ito ang dahilan kung bakit kailangan ng pagsisikap na pabilisin ang isang bike kahit na sa isang uniberso na walang friction.
Ang mga gulong, bisikleta at rider ay lahat ay may inertia, ngunit sa mga gulong ang epekto ay pinalaki dahil umiikot ang mga ito.
Steve Williams, ang nangungunang engineer ng dynamics ng sasakyan ng Lotus, ay nagsabi, 'Sa kaso ng isang gulong, dahil marami kang masa na ipinamahagi sa paligid ng rim, medyo distansya mula sa gitna ng gulong, na nagbibigay ito ng inertia. '
Ang inertia na iyon ay mahalagang nangangahulugang isang pagtutol sa pag-ikot ng gulong. Minsan ito ay tinatawag na rotational inertia ngunit, mas tumpak, ito ay tinutukoy bilang isang moment of inertia.
Idinagdag ni Williams, ‘Dahil ang isang bisikleta ay gumulong sa mga gulong nito, hindi mo lamang kailangan na itulak ang masa sa hangin nang mas mabilis ngunit kailangan mo ring pabilisin ang pag-ikot ng gulong. Lalabanan ng inertia ng gulong ang pagtaas ng bilis ng pag-ikot.’
Gayunpaman, mahalaga na ang pagkawalang-galaw ay tinutukoy ng distansya ng isang masa mula sa sentro ng pag-ikot: 'Ang isang sandali ng pagkawalang-galaw ay ang resulta ng isang masa sa layo mula sa axis kung saan ito pinaikot – sa ang kaso ng isang gulong ito ay ang distansya ng masa mula sa spindle axis.'
Pumunta sa punto
Lahat ng siyentipikong pag-uusap na ito ay naghahatid sa atin sa punto ng usapin. Hindi sapat na sabihin na ang isang mabigat na gulong ay higit na isang hadlang kaysa isang mabigat na frame dahil ang lahat ay nakasalalay sa kung saan ibinabahagi ang bigat na iyon sa gulong.
Masyadong simplistic na sabihin na 'isang libra sa mga gulong ay nagkakahalaga ng dalawa sa frame'. Si Propesor Jim Papadopoulis, may-akda ng Cycling Science, ay nagsabi, 'Lumalabas na ang kaunting masa sa mismong circumference ay mabibilang ng dalawang beses, ang kaunting masa sa gitna ng spoke 1.5 beses, at ang kaunting masa sa hub ay nakukuha binilang ng isang beses.'
Sa batayan na iyon, dapat nating iakma ang parirala para sabihing 'ang isang libra sa mga rim ay nagkakahalaga ng dalawa sa mga hub', ngunit si Williams sa Lotus ay may pag-aalinlangan tungkol sa nakasaad na mga pakinabang na makukuha mula sa mas magaan na mga rim.
‘Nakikita natin na ang pagbabawas ng inertia ng gulong ay may kapaki-pakinabang na epekto sa pagbabawas ng hindi umiikot na masa, ngunit ito ay napakaliit. Sa katotohanan, ang masa na na-save mula sa mga gilid ng mga gulong ay malamang na mas mababa sa 10% na mas kapaki-pakinabang kaysa sa parehong masa na na-save mula sa natitirang bahagi ng bike.'
Ilang medyo kumplikadong kalkulasyon ay nagpapakita na ang bentahe sa mga tuntunin ng pagbilis mula sa pagputol ng timbang mula sa mga rim ng gulong ay magiging 0.9%, kumpara sa 0.8% kapag pinuputol ang timbang mula sa frame.
Kung ang mga pakinabang na makukuha mula sa pagputol ng bigat ng umiikot na masa sa iyong bisikleta ay bukas sa debate, ang susunod na bahaging isasaalang-alang ay gyroscopics.
Mag-upgrade sa ilang mas magaan na gulong sa halagang wala pang £500
Pagkuha ng gyro dito
Ang gyroscope ay isang gulong o disc na umiikot sa isang axis sa paraang nagpapatatag sa sarili nito. Iyon ay dahil sa mga epekto ng angular momentum – habang ang tuktok na punto ng isang gulong ay nagsisimulang hilahin ito pababa sa kanan, halimbawa, kapag ang gulong ay umikot nang kalahating pagliko, ang parehong punto ng gulong ay nakabaligtad at biglang itinulak ang gulong pabalik sa kaliwa.
Ang gyroscopic effect ng pag-ikot ay ang dahilan kung bakit nananatiling patayo ang isang umiikot na tuktok, at ang dahilan kung bakit gumaganap ang mga gulong ng bisikleta sa pagpapanatiling patayo sa atin.
Dahil gumagana ang isang gyroscope sa pangunahing prinsipyong iyon ng mga angular na puwersa, ang bigat sa pinakalabas na bahagi ng gulong ay ang pinaka-maimpluwensyang puwersa sa pag-stabilize ng gulong. Kaya, kung mas mabigat ang isang rim, maaari nitong itulak patayo ang isang gulong nang may mas malakas na puwersa, tiyak?
Ruina sa Cornell University ay nagpinta ng malabong larawan ng siyentipikong pinagkasunduan: 'Walang tiyak na sagot kung ang mas mabigat na gilid ay mas matatag. Ngunit ang uso ay tila mas matatag ang pakiramdam ng isang mas malaking gyroscope.’
Para ipahiwatig na ang mas mabigat na rim, sa halip na pangkalahatang mas mabigat na gulong, ay maaaring mag-alok ng higit na katatagan.
Ngunit may isa pang anggulo na dapat isaalang-alang. Sinabi ni Williams, 'Ang isang mas mataas na inertia wheel ay magkakaroon ng mas malakas na gyroscopic effect, gayunpaman mayroong pangalawang gyroscopic effect - mas mabilis ang pag-iikot ng mga manibela, mas malaki ang gyroscopic resistance sa pagliko. Dahil sa mataas na inertia, mas mahirap ipihit ang mga manibela at isandal ang bisikleta.’
Ang isang mabigat na rim ay gagawing mas matatag habang ikaw ay sumakay, ngunit maaaring isakripisyo ang uri ng liksi na maaaring paganahin ng mas malaya, mas mabilis na pagpipiloto.
Si Ruina ay bahagyang hindi sumasang-ayon, bagaman. 'Kung sasabihin mong napakabilis ng pakiramdam ng bisikleta kapag humahawak, halos tiyak na may kinalaman iyon sa geometry ng bike at mass distribution sa steering assembly,' sabi niya.
‘At tandaan, ang pinakamaimpluwensyang bigat sa pagsandal sa isang sulok ay ikaw.’
Sa huli, kung ikaw ang uri ng rider na naghahanap ng maliliit na incremental na pagpapabuti sa performance ng iyong kit, dapat kang tumuon sa paghahanap ng pinakamagagaan na rims kaysa sa pinakamagagaan na pangkalahatang gulong.
O maaari mo lang gawin kung ano ang ginagawa ng iba pa sa amin, at piliin ang mga mukhang pinaka-cool.
