Илимий окуу китептерин чыгарып, чоң дөңгөлөк талашын токтоттук
Рынокто укмуштуудай дөңгөлөктөр бар, алардын көбү сизди тезирээк жана натыйжалуураак кылат. Көптөр алардын канчалык жеңил экенине маани беришет, бирок массанын көпчүлүк бөлүгү дөңгөлөктүн кайсы жерде жайгашканын сейрек түшүндүрүшөт: хаббы же жээкпи?
Бул бизди ойлондурду. Эгер сизде бирдей жалпы салмактагы жана дизайндагы эки дөңгөлөк болсо, бирок биринин түйүнүндө салмагы көбүрөөк болсо, экинчисинин жээгинде салмагы көбүрөөк болсо, бул сизди орточо сапарда ылдамыраак кылат? Эски физика окуу китептерин кайра чыгарууга убакыт келди.
Инерциядан баштайлы. Инерция моменти айлануу борборунан алысыраак массаны айлануу борборуна жакын массага караганда айлануу кыйын деген принцип боюнча иштейт. Велосипедде, албетте, биринчиси жээкти, экинчиси хабды билдирет. Ньютондун экинчи кыймыл мыйзамы, айлануучу объекттерге байланыштуу болгондо, α=t/i дейт, мында α - айлануу ылдамдыгы, t - таза момент жана i - инерция моменти. Башкача айтканда, инерция канчалык жогору болсо, ошол эле моменттин ылдамдануусу ошончолук жайыраак болот.
Марко Аркештейн, Абериствейт университетинин спорт жана көнүгүү боюнча илимпозу инерцияны түшүнүүнүн дагы бир жолун сунуштайт: «Колдорун жайып, жеринде айланып бараткан фигуристти карап көрөлү. Алар дененин орто чекитинин айланасында айланышат - кыймылсыз болгон бөлүгү. Бул алардын айлануу борбору. Колдорун денесине тыгып, айлануу ылдамдыгын жогорулатат. Алардын жасап жатканы – айлануу борборунан эң алыс жайгашкан массаны азайтуу, бул инерцияны төмөндөтөт. Системадагы энергия туруктуу болгондуктан, алардын бурчтук ылдамдыгы жогорулайт.’
Кыскача айтканда, жээктеги азыраак салмак ылдамыраак ылдамдоого барабар көрүнөт, анткени кандайдыр бир ылдамдыкка жетүү үчүн азыраак энергия талап кылынат. Мунун артыкчылыгын Филипп Гилберт сыяктуу муштумчу кыска көтөрүлүп чыкканда көрө аласыз - бул сценарий жолдо текшерилген. Mavicтин продукт менеджери Максим Брунанд эксперимент жүргүзүп, анда ал эки дөңгөлөк топтомуна 50 г кошуп - бир топтомдун жээгинде, экинчисинде хабда - жана 10% градиентте 500 ватт чейин чабуучу кубаттуулукка ээ болгон. 20 км саатка жетүү үчүн канча убакыт керек болду. "Дөңгөлөктүн салмагы кошумчаланган дөңгөлөк 20 км/саатка жетүү үчүн бир эле алкак батирде колдонулгандан беш эсе көп убакытты талап кылды" дейт ал. ‘Хабда салмагы кошулган дөңгөлөктөрдү колдонуу менен, анын эквиваленттүү горизонталдык ылдамдыгына жетүү үчүн болгону төрт эсе көп убакыт талап кылынды. Негизи, адырларда инерция көбүрөөк мааниге ээ болот.' Француз командасы ошондой эле тегиздикте дөңгөлөктөрдүн четинде кошумча салмагы бар дөңгөлөктөрдү колдонуу менен "ылдамдыкты сактоо оңой болгонун" байкашкан.
Маховик эффекти
Бул бизди маховик эффектине алып келет. Тепловоздун дөңгөлөгү буу кыймылдаткычы үчүн импульсту көтөргөндөй, оорыраак алкак атчанга бир жолу ылдамдыкты көтөрө алабы? Ондрей Сосенка 2005-жылы 49,7 км аралыкты басып өткөн "Саат" рекордун жаңырган. Чехиялык чабандес 90 кг салмакта таразаны оодарып, бою эки метрге жеткен профессионалдык жарышта эң чоң атчандардын бири болгон. Анын рекорд койгон велосипединин салмагы 9,8 кг болгон, анын ичинде 3,2 кг арткы дөңгөлөк – мунун себеби, Сосенканын ырасташынча, оор дөңгөлөк максималдуу ылдамдыкка жетүү үчүн көп убакыт талап кылынса, ал жерде жүргөндө аны кармоо оңой болгон. Тескерисинче, Эдди Мерккс трассада жарышууда велосипедин мүмкүн болушунча жеңил кармоо үчүн көп аракет кылды.
Анда ким туура? "Кээ бир учурларда, бир аз оор дөңгөлөк тегиз жолго караганда тезирээк убакытка алып келиши мүмкүн", - дейт Пол Лью, Reynolds Wheels компаниясынын инновация боюнча директору. «Бул энергиянын көбүн педалды ылдый сүзүүгө жумшаган велосипедчиге да пайдалуу болушу мүмкүн. Оор дөңгөлөк дөңгөлөктүн импульсун ылдый сүзүү боюнча өткөрүү менен каденциянын арткы жана өйдө жагындагы жетишпеген күчтү толтурууга жардам берет.’
Ошондуктан, сэр Брэд июнь айында Саат рекордуна аракет кылып жатканда жээгин коргошун менен жүктөш керекпи? Ал эми жолго чыккан кадимки чабандестер жөнүндө эмне айтууга болот? "Чынында, бир аз оор дөңгөлөк толугу менен жалпак жолдон ылдамыраак убакытка алып келиши мүмкүн, бирок бул эреже эмес, өзгөчө", - дейт Лью. Көпчүлүк жол жүрүүсүндө кошумча салмак пайда эмес, тоскоолдук жаратат: 'Акыры, дөңгөлөктүн ылдамдыгын жогорулатуу үчүн маховик эффектин түзүү максатында колдонулган импульс велосипедчи үчүн кымбатка турат. Велосипедчи күч-аракеттин баасынан азыраак киреше жана пайда көрөт. Чыгым пайдадан ашпайт.’
Кичинекей дөңгөлөктөр жөнүндө эмне айтууга болот?
Оор жээктердин маховик эффектиси өзгөчө жагдайларда гана дивиденддерди берет окшойт, ал эми жээктердин салмагын азайтуу көтөрүлүп же ылдамдаганда чыныгы пайда алып келиши мүмкүн. Жана масса хабдан алыстаган сайын инерция көбөйгөндүктөн, баарыбыз үчүн кадимки 700c ордуна кичирээк 650c дөңгөлөктөрүн колдонууга аргумент барбы? Бул 1990-жылдардын башында триатлондо байкалган тренд жана изилдөөлөр мындай дөңгөлөктү колдонуу менен салмакты 8% үнөмдөгөнүн көрсөттү.
"Менин оюмча, ар кандай артыкчылыктар бир нече факторлор, анын ичинде комфорт менен жокко чыгарылат", - дейт Аркестейн. "Радиусу кичине болгондуктан, жолдон чыккан ызы-чуу күчтүүрөөк." 650c дөңгөлөк дагы 700c (чакырымына 510 айлануу 475ке салыштырмалуу) көбүрөөк айланышы керек, бул көбүрөөк сүрүлүүнү билдирет. "Чоңураак атчан адам кошумча салмактан улам ызы-чууну ого бетер күчтүү сезет", - деп улантат Аркештейн. Булардын эч бири эске албаган нерсе, албетте, аэродинамика. Эгер бул салмак аба аркылуу жакшыраак форманы түзүү үчүн колдонулса, оор жээк артыкчылыктарды бериши мүмкүн. "Эгер сиз чоң бирдик болсоңуз жана дөңсөөдө ылдамдыгыңызды кармай алсаңыз, оор жээк сиз үчүн кемчиликсиз, анткени сиз көбүрөөк аэродинамикалык эффектке ээ болосуз", - дейт Джонатан Дэй Strada Handbuilt Wheels.'Бирок, эгер сиз 62 кг арык болсоңуз жана тоого чыгууда мыкты болсоңуз, дөңсөөдөн ылдамдыкты жогорулатуу үчүн четине жеңил нерсе керек.'
Акыры, көпчүлүк адамдарда ар кандай жүрүүнүн жана жолдун шарттарына ылайыктуу дөңгөлөктөрдүн диапазону жок. Ошентип, өзгөчө шарттарды жана идеалдуу шарттарды кошпогондо, ылдамдыгыңызды жана ырахатыңызды максималдаштыруу үчүн жеңил жээктер жакшыраак. Өпкө сыздаткан ооруга жана аккан терге карабастан, велосипед тебүү ушунда.
