Ой, столько всего понаписано: рычаги какие-то и т.д. Когда-то я этим вопросом задался и выполнил расчет. В расчете использовал одинаковые компоненты для разного диаметра колес (26 и 29), одинаковую скорость. Какие именно не помню уже, но что-то очень популярное (обода мавики какие-то, резина швальба, камера конти, вес спиц не учитывал). Англоязычный мануал с примерами вычислений есть тут. Вкратце:
Ef = 1/2 I ω2 - собственно энергия вращающегося колеса, где
I - момент инерции, ω2 - угловая скорость.
Находим момент инерции по формуле
I = k m r2
где:
k - константа, зависящая от формы колеса;
m - масса колеса (разумеется, втулку учитывать не нужно, а только то, что на краю окружности);
r - радиус.
Далее считаем сколько оборотов колеса нужно для того, чтобы проехать треть километра километра (~333.33 метра в минуту = 20 кмч) и делим это значение на 9.55 - получаем угловую скорость.
Для следующих весов колес
Вес 26 - 1145 или 1,145 кг
Вес 29 - 1300 или 1,3 кг
С помощью данных формул получаем результат:
Энергия 26 - 17,68507683214319 Дж
Энергия 29 - 20,07912653431103 Дж
Что это значит? Вращающееся колесо обладает энергией. Эту энергию вы подаете на колесо вращая педали. У трансмисии велосипеда КПД не 100%, так же энергия постоянно уходит на сопротивление качения и градиент подъема, велосипед испытывает влияние сопротивления воздуха. Если вы придали колесу энергию, необходимую для поддержания какой-то скорости (в данном случае 20 кмч) - это не значит, что колеса будут крутиться вечно: вам придется их постоянно подпитывать вращая педали. И чем выше энергия, которой обладает колесо, тем сильнее требуется подпитка. Поэтому для минимальных энергозатрат нужны максимально легкие колеса, но тем не менее максимально большие (для меньшей угловой скорости). Однако, с увеличением радиуса колеса увеличивается и вес и увеличенный радиус (и, как следствие, уменьшенная угловая скорость) не может компенсировать увеличенный момент инерции за счет веса.
Это если ехать по идеально ровной поверхности без подъемов, спусков, кочек и поворотов. Если есть подъемы, кочки, повороты - лучше покажут себя колеса полегче (и поменьше), т.к. им требуется меньшая энергия для достижения нужной скорости. Если есть кочки - возможно, большие будут в тему, т.к. они легче проходят кочки и колдобины (на меньших, возможно, придется тормозить).
Что касается сопротивления качения, то недавно нам втирали, что чем больше колесо и, следовательно, тоньше и длинее пятно контакта - тем лучше. Это нужно было для популяризации найнеров и 27.5. Сейчас начали втирать ровно наоборот: лучше короткое и толстое пятно (нужно для популяризации 28мм резины на шоссерах). В любом случае там ничтожный +-, который можно смело игнорировать.
Такая вот физика.
|
|
Ответить с цитированием
Сообщение от Dmitry.BY
