Bánh xe nhẹ có đánh bại khung đèn không?

Mục lục:

Bánh xe nhẹ có đánh bại khung đèn không?
Bánh xe nhẹ có đánh bại khung đèn không?

Video: Bánh xe nhẹ có đánh bại khung đèn không?

Video: Bánh xe nhẹ có đánh bại khung đèn không?
Video: Cuộc chiến của đội cảnh sát cơ động 2024, Tháng Ba
Anonim

Bánh xe có phải là thành phần tốt nhất để nâng cấp nếu bạn đang muốn giảm trọng lượng cho xe đạp không? Chúng tôi tách các sự kiện ra khỏi vòng quay

'Một pound trên bánh xe có giá trị bằng hai pound trên khung', hay người ta nói như vậy. Sự khôn ngoan thông thường đó đã chi phối cách tiếp cận lựa chọn bánh xe của nhiều người đi xe đạp - nếu đã từng có nơi vung tiền để cạo một vài gam, thì đó chính là bánh xe.

Nhưng như thường lệ đối với sự khôn ngoan thông thường, chúng tôi còn lâu mới vui vẻ để nó ở đó.

Ý tưởng cho rằng trọng lượng của bộ bánh xe quan trọng hơn bất kỳ bộ phận nào khác của xe đạp dựa trên thực tế là các bánh xe chuyển động nhiều hơn bất kỳ bộ phận nào khác của xe đạp.

Andy Ruina, giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Đại học Cornell, nói một cách khá đơn giản: ‘Đỉnh bánh xe chạy nhanh gấp đôi tốc độ của xe đạp. Và hướng ngược lại [phía dưới bánh xe] không hủy bỏ tốc độ đó.

'Do đó nó có động năng gấp đôi nên cần một lực gấp đôi để chuyển động và làm cho chiếc xe đạp giảm tốc độ gấp đôi."

Trọng lượng v tăng tốc

Trọng lượng rất quan trọng trong sơ đồ chuyển động của xe đạp vì mối quan hệ của nó với gia tốc. Khi một cái gì đó đang chuyển động với tốc độ không đổi, tất cả các lực đẩy nó và làm nó chậm lại đều ở trạng thái cân bằng.

Việc tăng trọng lượng hợp lý sẽ không tạo ra sự khác biệt, tiết kiệm cho bất kỳ sự gia tăng nhẹ ma sát hoặc lực cản lăn nào mà nó có thể gây ra.

Tuy nhiên, khi tăng hoặc giảm tốc, định luật thứ hai của Newton có hiệu lực: lực=khối lượng x gia tốc. Vì vậy, bạn càng có nhiều khối lượng, thì bạn càng cần nhiều lực hơn để tăng tốc độ.

Vậy tại sao nó lại tạo ra sự khác biệt cho dù trọng lượng nằm trên bánh xe chứ không phải khung?

Đây là nơi mà nó trở nên phức tạp một chút, nhờ vào quán tính. Quán tính là lực cản của một vật đối với sự thay đổi chuyển động của nó - đó là lý do tại sao cần nỗ lực để tăng tốc một chiếc xe đạp ngay cả trong một vũ trụ không có ma sát.

Bánh xe, xe đạp và người lái đều có quán tính, nhưng với bánh xe, hiệu ứng này được phóng đại vì chúng đang quay.

Steve Williams, kỹ sư động lực học xe hàng đầu của Lotus, nói, 'Trong trường hợp một bánh xe, bởi vì bạn có rất nhiều khối lượng được phân bổ xung quanh vành xe, một khoảng cách từ tâm bánh xe, dẫn đến quán tính. '

Quán tính đó về cơ bản có nghĩa là một lực cản đối với bánh xe đang quay. Đôi khi nó được gọi là quán tính quay, nhưng chính xác hơn, nó được gọi là quán tính.

Williams nói thêm, Bởi vì một chiếc xe đạp đang lăn bánh, bạn không chỉ phải đẩy khối lượng đó trong không khí nhanh hơn mà còn phải làm cho bánh xe quay nhanh hơn. Quán tính của bánh xe sẽ chống lại sự gia tăng tốc độ quay.’

Tuy nhiên, điều quan trọng là quán tính được xác định bởi khoảng cách của một khối lượng từ tâm quay: 'Mômen quán tính là kết quả của một khối lượng ở một khoảng cách từ trục mà nó đang quay - trong trường hợp của một bánh xe, nó là khoảng cách của khối lượng từ trục chính. '

Đi đến điểm

Tất cả cuộc nói chuyện khoa học này đưa chúng ta đến điểm mấu chốt của vấn đề. Chưa đủ để nói rằng một bánh xe nặng gây trở ngại nhiều hơn một khung nặng bởi vì tất cả phụ thuộc vào vị trí mà trọng lượng được phân bổ trên bánh xe.

Thật quá đơn giản khi nói rằng "một pound trên bánh xe có giá trị bằng hai pound trên khung". Giáo sư Jim Papadopoulis, tác giả của Khoa học Đi xe đạp, cho biết, 'Kết quả là một khối lượng ở ngay chu vi được đếm hai lần, một khối lượng ở tâm của thanh nói 1,5 lần, và khối lượng một khối lượng ở trung tâm được được tính một lần. '

Trên cơ sở đó, chúng ta nên điều chỉnh cụm từ để nói 'một pound trên vành xe đáng giá bằng hai pound trên trục', nhưng Williams tại Lotus hoài nghi về lợi nhuận đã nêu sẽ được tạo ra từ vành xe nhẹ hơn.

‘Chúng ta có thể thấy rằng việc giảm quán tính của bánh xe có tác dụng hơn là giảm khối lượng không quay, nhưng nó rất nhỏ. Trên thực tế, khối lượng tiết kiệm được từ vành bánh xe có thể ít hơn 10% so với khối lượng tương tự được tiết kiệm từ phần còn lại của xe đạp. '

Một số tính toán khá phức tạp cho thấy lợi thế về khả năng tăng tốc khi cắt trọng lượng từ vành bánh xe sẽ là 0,9%, trái ngược với 0,8% khi cắt trọng lượng khỏi khung.

Nếu lợi ích thu được từ việc cắt giảm trọng lượng của khối quay trên xe đạp của bạn vẫn còn là vấn đề tranh luận, thì lĩnh vực tiếp theo cần xem xét là con quay hồi chuyển.

Nâng cấp lên một số bánh xe nhẹ hơn với giá dưới £ 500

Bắt con quay hồi chuyển với nó

Con quay hồi chuyển là một bánh xe hoặc đĩa quay quanh một trục theo cách mà nó tự ổn định. Đó là do tác động của mômen động lượng - ví dụ như điểm trên cùng của bánh xe bắt đầu kéo nó xuống bên phải, một khi bánh xe đã quay được nửa vòng, chính điểm đó của bánh xe sẽ lộn ngược và đột ngột đẩy bánh xe quay trở lại bên trái.

Hiệu ứng con quay hồi chuyển của quá trình quay là lý do tại sao con quay vẫn thẳng đứng và lý do tại sao bánh xe đạp đóng vai trò giữ chúng ta đứng thẳng.

Vì con quay hoạt động dựa trên nguyên tắc cơ bản của lực góc, trọng lượng ở phần ngoài cùng của bánh xe có ảnh hưởng lớn nhất đến lực ổn định của bánh xe. Vì vậy, nếu một vành xe nặng hơn, nó có thể đẩy một bánh xe trở lại thẳng đứng với một lực mạnh hơn, chắc chắn không?

Ruina tại Đại học Cornell đã vẽ nên một bức tranh u ám về sự đồng thuận của giới khoa học: Không có câu trả lời chắc chắn về việc liệu một vành xe nặng hơn có ổn định hơn hay không. Nhưng xu hướng dường như là một con quay hồi chuyển lớn hơn sẽ cảm thấy ổn định hơn.’

Vì vậy, điều đó gợi ý rằng một vành xe nặng hơn, thay vì một bánh xe nặng hơn tổng thể, có thể mang lại sự ổn định hơn.

Nhưng có một góc độ khác cần xem xét. Williams nói, Một bánh xe có quán tính cao hơn sẽ có hiệu ứng con quay hồi chuyển mạnh hơn, tuy nhiên có một hiệu ứng con quay thứ hai - tay lái được lái càng nhanh thì khả năng chống quay của con quay càng lớn. Vì vậy, quán tính cao khiến việc quay tay lái và nghiêng người đạp xe trở nên khó khăn hơn. '

Vành xe nặng sẽ giúp bạn ổn định hơn khi đi xe, nhưng có thể hy sinh kiểu lái nhanh nhẹn hơn có thể kích hoạt khả năng lái tự do hơn, nhanh hơn.

Ruina hơi không đồng ý. "Nếu bạn nói rằng một chiếc xe đạp cho cảm giác rất nhanh khi điều khiển, thì gần như chắc chắn điều đó liên quan đến hình dạng và sự phân bổ khối lượng của chiếc xe đạp trong bộ phận lái," anh ấy nói.

‘Và hãy nhớ rằng, sức nặng có ảnh hưởng nhất đến việc nghiêng người vào một góc là bạn.’

Cuối cùng, nếu bạn là kiểu người thích tìm kiếm những cải tiến nhỏ trong hiệu suất của bộ phụ kiện của mình, bạn nên tập trung vào việc tìm kiếm vành xe nhẹ nhất thay vì bánh xe tổng thể nhẹ nhất.

Hoặc bạn có thể làm những gì những người còn lại trong chúng ta làm và chọn những thứ trông tuyệt vời nhất.

Đề xuất: