Zaustavili smo veliku raspravu o kotaču tako što smo dobili udžbenike iz znanosti
Na tržištu postoji nevjerojatan niz kotača, od kojih većina tvrdi da vas čine bržima i učinkovitijima. Mnogi vode računa o tome koliko su lagani, ali rijetko objasne gdje se na kotaču nalazi većina mase: glavčina ili obruč?
To nas je natjeralo na razmišljanje. Ako imate dva kotača iste ukupne težine i dizajna, ali jedan ima veću težinu na glavčini, a drugi na rubu, koji bi vas učinio bržima tijekom prosječne vožnje? Vrijeme je da ponovno izbacite stare udžbenike fizike.
Počnimo s inercijom. Moment inercije funkcionira na principu da je masu koja je dalje od središta rotacije teže rotirati nego masu koja je blizu središta rotacije. U biciklizmu, naravno, prvo znači obruč, a drugo glavčinu. Newtonov drugi zakon gibanja, kada je povezan s rotirajućim objektima, kaže α=t/i gdje je α rotacijsko ubrzanje, t neto okretni moment, a i moment inercije. Drugim riječima, što je veća inercija, to je sporije ubrzanje za isti okretni moment.
Marco Arkesteijn, znanstvenik za sport i tjelovježbu na Sveučilištu Aberystwyth, nudi još jedan način razumijevanja inercije: 'Zamislite klizača koji se rotira na mjestu s raširenim rukama. Oni se okreću oko središnje točke tijela - dijela koji je nepomičan. Ovo je njihov centar rotacije. Uvlačenjem ruku u tijelo povećat će brzinu rotacije. Ono što rade je smanjenje mase koja je najudaljenija od središta rotacije, što smanjuje inerciju. Kako je energija u sustavu konstantna, slijedi da njihova kutna brzina raste.’
Ukratko, čini se da je manja težina na rubu jednaka bržim ubrzanjima jer je potrebno manje energije za postizanje bilo koje brzine. Možete vidjeti prednost ovoga kada napadač poput Philippea Gilberta sprinta uz kratki uspon - scenarij koji je provjeren na cesti. Mavicov voditelj proizvoda, Maxime Brunand, proveo je eksperiment u kojem je dodao 50 g u dva seta kotača – na rubu na jednom setu, na glavčini na drugom – i dobio snagu vozača do 500 vata na nagibu od 10% i vidi koliko im je trebalo da dostignu 20kmh. 'Kotaču s dodatnom težinom naplatka trebalo je pet puta više vremena da postigne 20 kmh nego kada je isti naplatak korišten na ravnoj površini', kaže. 'Upotrebom kotača s dodanom težinom na glavčini, trebalo je samo četiri puta više vremena da se postigne njegova ekvivalentna horizontalna brzina. U biti, na uzbrdicama inercija postaje važnija.’ Francuski tim također je primijetio da je na ravnom ‘bilo lakše održavati brzinu’ koristeći kotače s dodatnom težinom na rubu.
Efekt zamašnjaka
To nas dovodi do efekta zamašnjaka. Može li teži naplatak nositi zamah za vozača jednom do brzine, baš kao što kotač lokomotive nosi zamah za parni stroj? Ondrej Sosenka oborio je rekord sata 2005. godine, prevalivši 49,7 km. Češki jahač bio je jedan od najvećih jahača koji su se ikada profesionalno utrkivali, s težinom od 90 kg i visinom od dva metra. Njegov rekordni bicikl težio je 9,8 kg, uključujući stražnji kotač od 3,2 kg – razlog je, tvrdi Sosenka, da dok je težem kotaču trebalo više vremena da postigne maksimalnu brzinu, kad je bio tamo, bilo ga je lakše zadržati. S druge strane, Eddy Merckx se jako potrudio da cijeli svoj motocikl održi što lakšim dok se utrkivao na stazi.
Dakle, tko je u pravu? 'U nekim slučajevima nešto teži kotač na rubu može rezultirati bržim vremenom, kao na primjer na ravnoj stazi', kaže Paul Lew, direktor inovacija u Reynolds Wheelsu. 'Moglo bi koristiti i biciklistu koji većinu svoje energije ulaže u pritisak pedale prema dolje. Teži kotač može pomoći u popunjavanju sile koja nedostaje u stražnjem i gorem dijelu kadence prenoseći zamah kotača do zaveslaja.’
Dakle, isplati li se Sir Bradu napuniti svoj rub olovom kada je pokušavao snimiti Hour rekord u lipnju? A što je s normalnim vozačima na cesti? 'Iako je istina da malo teži kotač može rezultirati bržim vremenom na potpuno ravnoj stazi, ovo je iznimka, a ne pravilo', kaže Lew. Na većini cestovnih vožnji dodatna težina će se pokazati kao prepreka, a ne kao prednost: 'U konačnici, zamah koji generira kotač koji se koristi u svrhu stvaranja efekta zamašnjaka za povećanje brzine ima cijenu za bicikliste. Biciklist će ostvariti manji povrat i korist od cijene truda. Trošak neće nadmašiti dobitak.’
Što je s manjim kotačima?
Čini se da se učinak zamašnjaka teških naplataka isplati samo u vrlo specifičnim okolnostima, dok smanjenje težine naplataka može imati stvarne koristi pri svakom usponu ili ubrzavanju. I budući da se inercija povećava što je masa dalje od središta, ima li razloga da svi koristimo manje kotače 650c umjesto uobičajenih 700c? Bio je to trend uočen u triatlonu početkom do sredine 1990-ih, a istraživanje je pokazalo 8% uštede na težini korištenjem takvog kotača.
'Mislim da svaku prednost poništava nekoliko čimbenika, uključujući udobnost,' kaže Arkesteijn. ‘Zujanje s ceste je intenzivnije zbog manjeg radijusa.’ Kotač od 650c također se mora okretati više od 700c (510 okretaja po kilometru u usporedbi s približno 475), što znači više trenja. 'Krupniji vozač će to zujanje osjetiti još intenzivnije zbog njihove dodatne težine,' nastavlja Arkesteijn. Ono što ništa od ovoga ne uzima u obzir, naravno, je aerodinamika. Teži rub može ponuditi prednosti ako se ta težina koristi za stvaranje boljeg oblika za rezbarenje kroz zrak. 'Ako ste velika jedinica i možete zadržati brzinu uz brdo, teži naplatak vam je manji nedostatak jer ćete uživati u većem aerodinamičkom učinku', kaže Jonathan Day iz Strada Handbuilt Wheels."Međutim, ako imate mršavih 62 kg i briljirate u penjanju, želite nešto lagano na rubu kako biste povećali svoju brzinu na brdu."
Naposljetku, većina ljudi nema širok izbor kotača koji bi odgovarali svakoj vrsti vožnje i uvjetima na cesti. Dakle, osim u vrlo specifičnim okolnostima i savršenim uvjetima, lakši naplatci općenito su bolji za maksimiziranje vaše brzine i užitka. I unatoč boli koja para pluća i potocima znoja, to je ono što je biciklizam.
