هل تتفوق العجلات الخفيفة على الإطار الخفيف؟

جدول المحتويات:

هل تتفوق العجلات الخفيفة على الإطار الخفيف؟
هل تتفوق العجلات الخفيفة على الإطار الخفيف؟

فيديو: هل تتفوق العجلات الخفيفة على الإطار الخفيف؟

فيديو: هل تتفوق العجلات الخفيفة على الإطار الخفيف؟
فيديو: بالونة الكوتش اسبابها وعلاجها 2024, مارس
Anonim

هل العجلات هي أفضل المكونات للترقية إذا كنت تبحث عن توفير الوزن على الدراجة؟ نحن نفصل الحقائق عن التدوير

"رطل على العجلات يساوي اثنين على الإطار" ، أو هكذا يقولون. لقد حكمت هذه الحكمة التقليدية النهج المتبع في اختيار العجلات للعديد من راكبي الدراجات - إذا كان هناك مكان في أي وقت لرش النقود لحلق بضع جرامات ، فهذه هي العجلات.

ولكن كما هو الحال في كثير من الأحيان مع الحكمة التقليدية ، نحن بعيدون عن سعادتنا بترك الأمر عند هذا الحد.

فكرة أن وزن مجموعة العجلات أكثر أهمية من أي جزء آخر من الدراجة تستند إلى حقيقة أن العجلات تتحرك أكثر من أي جزء آخر من الدراجة.

يقول آندي روينا ، أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة كورنيل ، بكل بساطة: "يتحرك الجزء العلوي من العجلة أسرع مرتين من سرعة الدراجة. والاتجاه المعاكس [أسفل العجلة] لا يلغي هذه السرعة.

"وبالتالي فهي تحتوي على ضعف الطاقة الحركية ، لذا فهي تستهلك ضعف القوة لتشغيلها وتجعل الدراجة تبطئ ضعفها".

الوزن مقابل التسارع

الوزن مهم جدًا في المخطط الكبير لحركة الدراجات بسبب علاقته بالتسارع. عندما يتحرك شيء ما بسرعة ثابتة ، فإن كل القوى التي تدفعه وتبطئه تكون في حالة توازن.

الزيادة المعقولة في الوزن لن تحدث فرقًا ، باستثناء أي زيادة طفيفة في الاحتكاك أو مقاومة التدحرج التي قد تسببها.

عند التقاط أو فقدان السرعة ، على الرغم من ذلك ، يدخل قانون نيوتن الثاني حيز التنفيذ: القوة=الكتلة × التسارع. لذلك كلما زادت الكتلة لديك ، زادت القوة التي تحتاجها لالتقاط السرعة.

فلماذا إذن ، هل يُحدث أوقية فرقًا سواء كان الوزن على عجلة بدلاً من إطار؟

هنا حيث يصبح الأمر معقدًا بعض الشيء ، بفضل القصور الذاتي. القصور الذاتي هو مقاومة الجسم للتغيير في حركته - وهذا هو السبب وراء الحاجة إلى بذل جهد لتسريع الدراجة حتى في عالم خالٍ من الاحتكاك.

العجلات والدراجة والراكب كلها تعاني من القصور الذاتي ، ولكن مع العجلات يتم تكبير التأثير لأنها تدور.

يقول ستيف ويليامز ، كبير مهندسي ديناميكيات المركبات في لوتس ، في حالة العجلة ، لأن لديك الكثير من الكتلة الموزعة حول الحافة ، بعض المسافة من مركز العجلة ، وهذا يعطيها القصور الذاتي. '

هذا القصور الذاتي يعني أساسًا مقاومة دوران العجلة. يطلق عليه أحيانًا الجمود الدوراني ولكن ، بشكل أكثر دقة ، يشار إليه على أنه لحظة من الجمود.

يضيف ويليامز ، "نظرًا لأن الدراجة تتحرك على عجلاتها ، فليس عليك فقط دفع هذه الكتلة عبر الهواء بشكل أسرع ولكن عليك أيضًا جعل العجلة تتحرك بشكل أسرع. سيقاوم قصور العجلة الزيادة في معدل الدوران."

بشكل حاسم ، يتم تحديد القصور الذاتي من خلال مسافة الكتلة من مركز الدوران: `` لحظة القصور الذاتي هي نتيجة كتلة على مسافة من المحور الذي تدور حوله - في في حالة العجلة هي مسافة الكتلة من محور المغزل. '

الوصول إلى النقطة

كل هذا الحديث العلمي يقودنا إلى لب الموضوع. لا يكفي أن نقول إن العجلة الثقيلة هي أكثر من كونها عائقًا ثقيلًا لأن كل هذا يتوقف على مكان توزيع هذا الوزن على العجلة.

من التبسيط للغاية القول إن "رطلًا على العجلات يساوي اثنين على الإطار". يقول البروفيسور جيم بابادوبوليس ، مؤلف كتاب `` علم ركوب الدراجات '' ، `` لقد وجد أن جزءًا صغيرًا من الكتلة عند المحيط يتم حسابه مرتين ، وقليلًا من الكتلة في مركز التكلم 1.5 مرة ، وقليلًا من الكتلة في المحور يحصل عد مرة واحدة. '

على هذا الأساس ، يجب علينا تكييف العبارة لنقول "رطل على الحافات يساوي اثنين على المحاور" ، لكن ويليامز في لوتس متشكك في المكاسب المذكورة التي يمكن تحقيقها من الحافات الأخف وزناً.

"يمكننا أن نرى أن تقليل القصور الذاتي للعجلة له تأثير مفيد على تقليل الكتلة غير الدوارة ، لكنه صغير جدًا. في الواقع ، من المرجح أن تكون الكتلة المحفوظة من حواف العجلات أقل من 10٪ أكثر فائدة من نفس الكتلة المحفوظة من بقية الدراجة ".

تكشف بعض الحسابات المعقدة جدًا أن الميزة من حيث التسارع من خفض الوزن من جنوط العجلات ستكون 0.9٪ ، مقابل 0.8٪ عند خفض الوزن من الإطار.

إذا كانت المكاسب التي يمكن جنيها من خفض وزن كتلة الغزل على دراجتك مفتوحة للنقاش ، فإن المجال التالي الذي يجب مراعاته هو الجيروسكوب.

قم بالترقية إلى بعض العجلات الأخف وزنًا بأقل من 500 جنيه إسترليني

الحصول على الدوران معها

الجيروسكوب عبارة عن عجلة أو قرص يدور حول محور بطريقة تجعله يستقر. هذا بسبب تأثيرات الزخم الزاوي - حيث تبدأ النقطة العلوية للعجلة في سحبها إلى اليمين ، على سبيل المثال ، بمجرد أن تدور العجلة نصف دورة ، فإن نفس النقطة من العجلة تكون مقلوبة رأسًا على عقب وتدفع فجأة عجلة إلى اليسار.

التأثير الجيروسكوبي للدوران هو السبب في بقاء الجزء العلوي الدوار في وضع مستقيم ، والسبب في أن عجلات الدراجة تلعب دورًا في إبقائنا منتصبين.

نظرًا لأن الجيروسكوب يعمل على هذا المبدأ الأساسي للقوى الزاوية ، فإن الوزن في الجزء الخارجي من العجلة هو الأكثر تأثيرًا على قوة تثبيت العجلة. لذا ، إذا كانت الحافة أثقل ، فقد تدفع العجلة للخلف في وضع مستقيم بقوة أقوى ، بالتأكيد؟

يرسم روينا من جامعة كورنيل صورة غامضة للإجماع العلمي: "لا توجد إجابة محددة لما إذا كانت الحافة الأثقل أكثر استقرارًا. ولكن يبدو أن الاتجاه السائد هو أن الجيروسكوب الأكبر يكون أكثر استقرارًا ".

لذا فإن هذا يشير إلى أن حافة أثقل ، بدلاً من عجلة أثقل بشكل عام ، يمكن أن توفر مزيدًا من الثبات.

لكن هناك زاوية أخرى يجب مراعاتها. يقول ويليامز ، "عجلة القصور الذاتي الأعلى سيكون لها تأثير جيروسكوبي أقوى ، ولكن هناك تأثير جيروسكوبي ثان - كلما تم توجيه المقود بشكل أسرع ، زادت المقاومة الجيروسكوبية للالتفاف.يؤدي القصور الذاتي المرتفع إلى زيادة صعوبة قلب المقود وإسناد الدراجة ".

ستجعلك الحافة الثقيلة أكثر ثباتًا أثناء الركوب ، ولكنها قد تضحي بنوع السرعة التي قد يتيحها التوجيه الأسرع والأكثر حرية.

روينا يختلف قليلا ، رغم ذلك. يقول: "إذا قلت إن الدراجة تشعر بالسرعة الشديدة عند التعامل معها ، فمن المؤكد تقريبًا أن ذلك له علاقة بهندسة الدراجة وتوزيع الكتلة في مجموعة التوجيه".

"وتذكر ، الوزن الأكثر تأثيرًا في الميل إلى الزاوية هو أنت".

في النهاية ، إذا كنت من النوع الذي يبحث عن تحسينات تدريجية صغيرة في أداء مجموعتك ، فيجب أن تركز على العثور على الإطارات الأخف وزناً بدلاً من العجلة الأخف وزناً.

أو يمكنك فقط أن تفعل ما يفعله البقية منا ، وتختار الأفضل منهم.

موصى به: