Бид шинжлэх ухааны сурах бичгүүдийг гаргаснаар дугуйтай мэтгэлцээнийг зогсоолоо
Зах зээл дээр олон тооны дугуйнууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн ихэнх нь таныг илүү хурдан, илүү үр ашигтай болгодог гэж мэдэгддэг. Олон хүмүүс хэр хөнгөн болохыг чухалчилдаг ч дугуйны ихэнх хэсэг нь хаашаа байрлаж байгааг тайлбарлах нь ховор байдаг: зангилаа эсвэл обуд?
Энэ нь биднийг бодоход хүргэсэн. Хэрэв та ижил жин, хийцтэй хоёр дугуйтай байсан ч нэг дугуй нь гол хэсэгт илүү жинтэй, нөгөө нь обуд дээр илүү жинтэй байсан бол энэ нь таныг дундажаар явахад илүү хурдан болгох вэ? Хуучин физикийн сурах бичгүүдийг дахин гаргах цаг болжээ.
Инерцээс эхэлцгээе. Инерцийн момент нь эргэлтийн төвөөс хол зайд байгаа массыг эргүүлэх нь эргэлтийн төвд ойрхон байхаас илүү хэцүү байдаг гэсэн зарчмаар ажилладаг. Унадаг дугуйн хувьд мэдээжийн хэрэг, эхнийх нь обуд, хоёр дахь нь зангилаа гэсэн үг юм. Ньютоны 2-р хөдөлгөөний хууль нь эргэлдэж буй биеттэй холбоотой үед α=t/i гэж хэлдэг бөгөөд α нь эргэлтийн хурдатгал, t нь цэвэр эргэлт, i нь инерцийн момент юм. Өөрөөр хэлбэл, инерци өндөр байх тусам ижил эргүүлэх моментийн хурдатгал удааширна.
Абериствейтийн их сургуулийн спорт, дасгалын эрдэмтэн Марко Аркестейн инерцийг ойлгох өөр нэг аргыг санал болгож байна: Уран гулгагчийг гараа дэлгэн газар дээр нь эргэдэг гэж бодъё. Тэд биеийн дунд хэсэг буюу хөдөлгөөнгүй хэсгийг тойрон эргэлддэг. Энэ бол тэдний эргэлтийн төв юм. Гараа биедээ оруулснаар тэд эргэлтийн хурдыг нэмэгдүүлнэ. Тэдний хийж байгаа зүйл бол эргэлтийн төвөөс хамгийн алслагдсан массыг багасгах явдал бөгөөд энэ нь инерцийг бууруулдаг. Систем дэх энерги тогтмол байх тул тэдгээрийн өнцгийн хурд нэмэгддэг.’
Товчхондоо, өгөгдсөн хурдад хүрэхийн тулд бага эрчим хүч шаардагддаг тул хүрээний жин бага байх нь илүү хурдан хурдатгалтай адил юм шиг санагддаг. Филипп Гилберт шиг цоолборлогч богино авиралтаар гүйх үед та үүний давуу талыг харж болно - энэ нь зам дээр батлагдсан хувилбар юм. Mavic-ийн бүтээгдэхүүний менежер Максим Брунанд туршилт хийж, хоёр багц дугуйнд 50 грамм нэмж, нэг дугуйны ирмэг дээр, нөгөө талд нь зангилаа хэсэгт - 10% градиент дээр 500 ватт хүртэл унадаг дугуйны хүч чадалтай байсан. Тэд 20 км цаг хүрэхэд хэр их хугацаа зарцуулсан бэ? "Ижил дугуйг хавтгай дээр ашиглаж байснаас 20 км цаг хурдлахын тулд дугуйны жин нэмсэн дугуй нь тав дахин урт хугацаа зарцуулсан" гэж тэр хэлэв. “Зөвлөрсөн хэсэгт жин нэмсэн дугуйг ашигласнаар хэвтээ тэнхлэгийн хурдтай тэнцэх хурдад хүрэхэд ердөө дөрөв дахин их хугацаа зарцуулсан. Үндсэндээ толгод дээр инерци илүү чухал болдог.' Францын баг мөн хавтгай дээр дугуйны дугуйг ашиглан "хурд барих нь илүү хялбар" байсныг ажигласан.
Flywheel эффект
Энэ нь биднийг нисдэг дугуйны эффект рүү авчирдаг. Уурын хөдөлгүүрт зүтгүүрийн дугуй хөдөлдөгтэй адил илүү хүнд дугуй нь морьтонд хурдыг нэг удаа ахиулж чадах уу? Ондрей Сосенка 2005 онд 49.7 км замыг туулж Цагийн дээд амжилтыг эвдсэн. Чехийн тамирчин 90 кг-ын жинг эргүүлж, хоёр метр өндөртэй мэргэжлийн уралдсан хамгийн том унаачдын нэг байв. Түүний дээд амжилтыг эвдсэн дугуй нь 3.2 кг арын дугуйтай 9.8 кг жинтэй байсан бөгөөд үүний шалтгаан нь хүнд дугуй нь дээд хурдад хүрэхэд удаан хугацаа шаардагддаг байсан бол тэнд байх нь илүү хялбар байсан гэж Сосенка үзэж байна. Нөгөө талаар Эдди Мерккс зам дээр уралдахдаа дугуйгаа аль болох хөнгөн байлгахын тулд маш их хичээсэн.
Тэгвэл хэнийх нь зөв бэ? "Зарим тохиолдолд дугуйны ирмэг дээр бага зэрэг хүнд байх нь илүү хурдан, тухайлбал хавтгай зам дээр гарахад хүргэдэг" гэж Reynolds Wheels-ийн инновацийн захирал Пол Лью хэлэв. "Энэ нь мөн дөрөө доошлуулахад ихэнх энергиэ зарцуулдаг дугуйчинд ашигтай байж магадгүй юм. Илүү хүнд дугуй нь дугуйны импульсийг доош гүйлгээ хүртэл дамжуулж, кадентын хойд болон дээш хэсэгт дутагдаж буй хүчийг нөхөхөд тусалдаг.’
Тэгэхээр Сэр Брэд 6-р сард Цагийн дээд амжилт тогтоох оролдлого хийхдээ хүрээгээ хар тугалгаар дүүргэх нь зүйтэй болов уу? Мөн зам дээр гарч байгаа энгийн унаачдын хувьд яах вэ? "Хэдийгээр бага зэрэг хүнд дугуй нь бүрэн тэгш замд илүү хурдан явахад хүргэдэг боловч энэ нь дүрэм биш харин онцгой тохиолдол юм" гэж Лью хэлэв. Ихэнх зам дээр жин нэмэх нь ашиг тус гэхээсээ илүү саад тотгор учруулдаг: "Эцэст нь, хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд нисдэг дугуйны эффектийг бий болгох зорилгоор ашигладаг дугуйнаас үүссэн эрч хүч нь дугуйчинд үнэтэй байдаг. Унадаг дугуйчин хүчин чармайлтын зардлаас бага өгөөж, ашиг тусыг мэдрэх болно. Зардал нь ашгаас илүү гарахгүй.’
Жижиг дугуйнууд яах вэ?
Хүнд обудны нисдэг дугуйны нөлөө нь маш тодорхой нөхцөлд л ашиг өгдөг бол авирах, хурдлах бүрт обудны жинг багасгах нь бодит үр өгөөжтэй байх шиг байна. Масс төвөөс холдох тусам инерци нэмэгддэг тул ердийн 700c-ийн оронд 650c-ийн жижиг дугуйг ашиглах нь бидний хувьд маргаантай юу? Энэ нь 1990-ээд оны эхэн ба дунд үе дэх триатлоны спортод ажиглагдсан чиг хандлага байсан бөгөөд судалгаагаар ийм дугуйг хэрэглэснээр жингээ 8% хэмнэдэг болохыг тогтоожээ.
“Миний бодлоор аливаа давуу талыг тав тухтай байдал зэрэг хэд хэдэн хүчин зүйл үгүйсгэдэг” гэж Arkesteijn хэлэв. "Радиус бага тул замаас гарах чимээ илүү хүчтэй байдаг." 650c дугуй нь 700c-ээс илүү эргэх ёстой (475 орчим километртэй харьцуулахад 510 эргэлт) илүү үрэлттэй байдаг. "Илүү том морьтон хүн жин нэмсэн учраас тэр чимээг илүү хүчтэй мэдрэх болно" гэж Аркестейн үргэлжлүүлэн хэлэв. Эдгээрээс үл хамаарах зүйл бол мэдээж аэродинамик юм. Хэрэв энэ жинг агаараар сийлэхэд илүү сайн хэлбэрийг бий болгоход ашиглавал илүү хүнд хүрээ нь давуу талтай байж болно. "Хэрвээ та том биетэй бөгөөд уулын өөд хурдаа барьж чаддаг бол илүү хүнд дугуй нь танд сул тал биш, учир нь та илүү их аэродинамик нөлөө үзүүлэх болно" гэж Strada Handbuilt Wheels-ийн Жонатан Дэй хэлэв.‘Гэсэн хэдий ч, хэрэв та туранхай 62 кг жинтэй бөгөөд авирахдаа гарамгай бол ууланд гарах хурдыг тань нэмэгдүүлэхийн тулд захад ямар нэгэн хөнгөн зүйл хиймээр байна.’
Эцсийн дүндээ ихэнх хүмүүст бүх төрлийн жолоодлого, замын нөхцөл байдалд тохируулан сонгох олон төрлийн дугуй байдаггүй. Тиймээс, маш тодорхой нөхцөл байдал, төгс нөхцлөөс бусад тохиолдолд хөнгөн обуд нь таны хурд, таашаалыг нэмэгдүүлэхэд илүү дээр юм. Уушиг нь урагдаж өвдөж, хөлс урсаж байсан ч дугуй унах нь энэ юм.
