เราวางการอภิปรายวงล้อที่ยอดเยี่ยมเพื่อพักผ่อนโดยการออกตำราวิทยาศาสตร์
มีล้อมากมายในท้องตลาด ซึ่งส่วนใหญ่บอกว่าจะทำให้คุณเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น หลายคนมักพูดถึงความเบาของมัน แต่ไม่ค่อยได้อธิบายว่ามวลส่วนใหญ่อยู่ที่ล้อไหน: ดุมหรือขอบล้อ
นั่นทำให้เราคิดได้ หากคุณมีล้อสองล้อที่มีน้ำหนักและการออกแบบโดยรวมเท่ากัน แต่ล้อหนึ่งมีน้ำหนักที่ดุมล้อมากกว่า และอีกล้อหนึ่งมีน้ำหนักที่ขอบล้อมากกว่า ซึ่งจะทำให้คุณเร็วขึ้นในระหว่างการขี่โดยเฉลี่ย ได้เวลาออกตำราฟิสิกส์เล่มเก่าอีกแล้ว
มาเริ่มกันที่ความเฉื่อยกัน โมเมนต์ความเฉื่อยทำงานบนหลักการที่ว่ามวลที่อยู่ไกลจากจุดศูนย์กลางการหมุนนั้นหมุนได้ยากกว่ามวลใกล้กับจุดศูนย์กลางการหมุนในการปั่นจักรยาน แน่นอนว่าอันแรกหมายถึงขอบล้อ อันหลังคือดุมล้อ กฎข้อที่สองของนิวตันเมื่อเกี่ยวข้องกับวัตถุที่หมุน α=t/i โดยที่ α คือความเร่งในการหมุน t คือแรงบิดสุทธิ และฉัน คือโมเมนต์ความเฉื่อย กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยิ่งความเฉื่อยสูง ความเร่งก็จะยิ่งช้าลงสำหรับแรงบิดเท่าเดิม
Marco Arkesteijn นักวิทยาศาสตร์การกีฬาและการออกกำลังกายที่มหาวิทยาลัย Aberystwyth ได้เสนอวิธีทำความเข้าใจความเฉื่อยอีกวิธีหนึ่ง: 'ลองพิจารณานักสเก็ตลีลาหมุนแขนไปที่จุดนั้นโดยกางแขนออก พวกมันหมุนรอบจุดกึ่งกลางของร่างกาย – ส่วนที่อยู่กับที่ นี่คือจุดศูนย์กลางการหมุนของพวกเขา การสอดมือเข้าไปในร่างกายจะทำให้ความเร็วในการหมุนเพิ่มขึ้น สิ่งที่พวกเขากำลังทำคือการลดมวลที่อยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางการหมุนให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งจะทำให้ความเฉื่อยลดลง เนื่องจากพลังงานในระบบคงที่ ความเร็วเชิงมุมจึงเพิ่มขึ้น’
โดยย่อ ดูเหมือนว่าน้ำหนักที่ขอบล้อที่ต่ำลงเท่ากับการเร่งความเร็วที่เร็วขึ้น เพราะต้องใช้พลังงานน้อยกว่าในการไปถึงความเร็วที่กำหนดคุณสามารถเห็นข้อดีของสิ่งนี้ได้เมื่อนักชกอย่างฟิลิปป์ กิลเบิร์ตวิ่งขึ้นเขาสั้นๆ ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่ได้รับการยืนยันแล้วบนท้องถนน Maxime Brunand ผู้จัดการผลิตภัณฑ์ของ Mavic ได้ทำการทดลองโดยเพิ่มน้ำหนัก 50g ลงในล้อสองชุด – ที่ขอบล้อของชุดหนึ่ง ที่ศูนย์กลางของอีกชุดหนึ่ง – และมีกำลังผู้ขี่สูงสุด 500 วัตต์บนความลาดชัน 10% และดู ใช้เวลานานแค่ไหนในการไปถึง 20kmh "ล้อที่เพิ่มน้ำหนักขอบล้อจะใช้เวลานานกว่าถึง 20 กม./ชม. นานถึง 5 เท่า เมื่อเทียบกับล้อเดิมที่ใช้กับพื้นเรียบ" เขากล่าว 'การใช้ล้อที่เพิ่มน้ำหนักที่ดุมล้อ ใช้เวลาเพียงสี่เท่าในการเข้าถึงความเร็วแนวนอนที่เทียบเท่ากัน โดยพื้นฐานแล้ว ความเฉื่อยจะมีความสำคัญมากกว่าบนเนินเขา' ทีมฝรั่งเศสยังตั้งข้อสังเกตว่าบนพื้นราบ 'รักษาความเร็วได้ง่ายกว่า' โดยใช้ล้อที่มีน้ำหนักมากเป็นพิเศษที่ขอบล้อ
เอฟเฟกต์มู่เล่
นั่นนำเราไปสู่เอฟเฟกต์มู่เล่ ขอบล้อที่หนักกว่าสามารถบรรทุกโมเมนตัมให้ผู้ขับขี่ได้เร็วพอๆ กับล้อรถจักรที่บรรทุกโมเมนตัมสำหรับเครื่องยนต์ไอน้ำหรือไม่? Ondrej Sosenka ทำลายสถิติชั่วโมงในปี 2548 รวมระยะทาง 49.7 กม. นักบิดชาวเช็กเป็นหนึ่งในนักบิดที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เคยลงแข่งอย่างมืออาชีพ โดยชั่งน้ำหนักไว้ที่ 90 กก. และสูง 2 เมตร จักรยานยนต์ที่ทำลายสถิติของเขามีน้ำหนัก 9.8 กก. รวมล้อหลัง 3.2 กก. – เหตุผลที่ Sosenka โต้แย้งว่าในขณะที่ล้อที่หนักกว่านั้นใช้เวลานานกว่าจะไปถึงความเร็วสูงสุด แต่เมื่อจอดไว้ตรงนั้นได้ง่ายกว่า ในทางกลับกัน Eddy Merckx พยายามอย่างเต็มที่เพื่อให้จักรยานทั้งคันของเขาเบาที่สุดเท่าที่จะทำได้เมื่อแข่งในสนาม
แล้วใครถูก? Paul Lew ผู้อำนวยการฝ่ายนวัตกรรมของ Reynolds Wheels กล่าวว่า "ในบางกรณี ล้อที่หนักกว่าเล็กน้อยที่ขอบล้ออาจส่งผลให้เวลาเร็วขึ้น เช่น บนทางเรียบ" 'นอกจากนี้ยังอาจเป็นประโยชน์ต่อนักปั่นจักรยานที่ใช้พลังงานส่วนใหญ่ในการเหยียบคันเร่งล้อที่หนักกว่าอาจช่วยเติมแรงที่ขาดหายไปในส่วนหลังและส่วนขึ้นของจังหวะโดยส่งโมเมนตัมของล้อไปถึงจังหวะดาวน์’
มันคุ้มค่าไหมที่เซอร์แบรดโหลดขอบล้อของเขาด้วยการเป็นผู้นำเมื่อพยายามทำสถิติ Hour ในเดือนมิถุนายน? แล้วสำหรับผู้ขับขี่ทั่วไปที่ออกถนนล่ะ? 'แม้ว่าล้อที่หนักกว่าเล็กน้อยอาจส่งผลให้เวลาเร็วขึ้นในเส้นทางที่ราบเรียบโดยสิ้นเชิง แต่นี่เป็นข้อยกเว้น ไม่ใช่กฎ' ลิวกล่าว ในการขี่บนถนนส่วนใหญ่ น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นจะเป็นอุปสรรคมากกว่าผลประโยชน์: ‘ในท้ายที่สุด โมเมนตัมที่เกิดจากล้อที่ใช้เพื่อจุดประสงค์ในการสร้างเอฟเฟกต์มู่เล่เพื่อเพิ่มความเร็วนั้นต้องแลกด้วยค่าใช้จ่ายสำหรับนักปั่นจักรยาน นักปั่นจักรยานจะได้รับผลตอบแทนและผลประโยชน์น้อยกว่าต้นทุนของความพยายาม ค่าใช้จ่ายจะไม่เกินดุลที่ได้รับ’
แล้วล้อเล็กล่ะ
ดูเหมือนว่าผลกระทบของมู่เล่ของขอบล้อหนักจะจ่ายเงินปันผลในสถานการณ์ที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น ในขณะที่การลดน้ำหนักของขอบล้อสามารถให้ประโยชน์ที่แท้จริงได้ทุกครั้งที่ปีนเขาหรือเร่งความเร็วและเนื่องจากความเฉื่อยเพิ่มขึ้นเมื่อมวลอยู่ห่างจากศูนย์กลางมากขึ้น มีข้อโต้แย้งสำหรับเราทุกคนที่ใช้ล้อ 650c ที่เล็กกว่าแทน 700c ปกติหรือไม่? มันเป็นเทรนด์ที่เห็นในไตรกีฬาในช่วงต้นถึงกลางปี 1990 และการวิจัยพบว่าการลดน้ำหนัก 8% โดยใช้ล้อแบบนี้
‘ฉันคิดว่าข้อได้เปรียบใดๆ ก็ตามที่ถูกปฏิเสธโดยปัจจัยหลายประการ รวมถึงความสะดวกสบาย’ Arkesteijn กล่าว 'เสียงกระหึ่มจากท้องถนนรุนแรงขึ้นเพราะรัศมีที่เล็กกว่า' ล้อ 650c ยังต้องหมุนมากกว่า 700c (510 รอบต่อกิโลเมตรเมื่อเทียบกับ 475 โดยประมาณ) ซึ่งหมายถึงแรงเสียดทานที่มากขึ้น "นักบิดตัวใหญ่กว่าจะรู้สึกกระฉับกระเฉงมากขึ้นเพราะน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น" Arkesteijn กล่าวต่อ แน่นอนว่าสิ่งที่ไม่ได้นำมาพิจารณาก็คืออากาศพลศาสตร์ ขอบล้อที่หนักกว่าอาจมีประโยชน์หากใช้น้ำหนักนั้นเพื่อสร้างรูปร่างที่ดีขึ้นเพื่อแกะสลักผ่านอากาศ 'หากคุณเป็นหน่วยขนาดใหญ่และสามารถเร่งความเร็วได้ ขอบล้อที่หนักกว่าก็เสียเปรียบน้อยกว่าคุณ เพราะคุณจะเพลิดเพลินไปกับเอฟเฟกต์แอโรไดนามิกที่มากขึ้น' Jonathan Day จาก Strada Handbuilt Wheels กล่าว'อย่างไรก็ตาม ถ้าคุณผอม 62 กก. และปีนเขาเก่ง คุณต้องการสิ่งที่เบาที่ขอบล้อเพื่อเพิ่มความเร็วของคุณให้สูงสุดบนเนินเขา'
ท้ายที่สุดแล้ว คนส่วนใหญ่ไม่มีล้อให้เลือกเพื่อให้เหมาะกับการขับขี่และสภาพถนนทุกประเภท ดังนั้น ยกเว้นในสถานการณ์ที่เฉพาะเจาะจงและสภาวะที่สมบูรณ์แบบ โดยทั่วไปแล้ว ขอบล้อที่เบากว่าจะดีกว่าเพื่อเพิ่มความเร็วและความเพลิดเพลินของคุณให้สูงสุด และถึงแม้ปอดจะเจ็บและมีเหงื่อออก นั่นคือสิ่งที่เกี่ยวกับการปั่นจักรยาน