Математика за колоездачи:венци,предавателни числа,каданс,скорост

Математика за колоездачи:венци,предавателни числа,каданс,скорост

Wednesday, Mar 1, 2017 1 коментар(и)

Да допуснем, че притежавате най-простия велосипед на света: рамка с вилка, кормило и седалка, две капли, две спирачки, едно голямо зъбно колело отпред при средното движение и едно малко на задната капла. Въртите си педалите, задвижвате предното зъбно колело, това движение посредством веригата се предава на задното зъбно колело, то от своя страна завърта каплата и вие се придвижвате по пътя. На колоездачен жаргон тези зъбни колела се наричат венци, а голямото предно зъбно колело – оборот или плоча. 

Да приемем за удобство на пресмятанията, че предният ви венец е с 48 зъба, а задният – с 16. Това означава, че когато завъртите педалите с един пълен оборот от 360о, то задният ви венец ще се завърти точно 3 пъти, защото 48:16 = 3. Следователно задната ви капла ще направи също 3 пълни оборота  и велосипедът ви ще се придвижи напред с някакво разстояние S, което ще бъде равно на 3 пъти обиколката на каплата L (S = 3xL). Ако обиколката на каплата ви е примерно 2 метра и 25 сантиметра, с едно пълно завъртане на педалите вие ще се придвижите напред на разстояние S = 3х2.25 = 6 метра и 75 сантиметра. Ето това число, което показва колко пъти се завърта каплата при едно пълно завъртане на плочата, се нарича предавателно число. И сега да обобщим: имате преден венец 48 зъба, заден – 16 зъба, следователно предавателното ви число е 3 и при едно пълно завъртане на педалите задната ви капла, която е с обиколка 2.25 м, се завърта 3 пъти и вие изминавате 6.75 м. 

И така, карате си колелото, свиркате си с уста и си въртите педалите с някаква скорост от примерно един оборот в секунда. Тогава  за една минута вие ще ги завъртите точно 60 пъти. Това число, което показва колко пълни оборота правят краката ви за една минута, се нарича честота на педалиране или още каданс. Следователно, карайки с каданс 60, всяка секунда изминавате 6.75 м, всяка минута – 60х6.75 = 405 м, а всеки час – 60х405 = 24300 м = 24 километра и 300 метра. Не е никак зле, нали? Карате си, свиркате си и с лекота поддържате скорост от над 24 километра в час.

Да си представим обаче, че ходите с това колело на работа и всеки ден ви се налага да изкачвате едно леко баирче, дълго примерно 500 м. На това баирче, естествено, се налага да прилагате по-голяма сила върху педалите и съответно ви е трудно да поддържате предишния каданс от 60 об/мин. И колкото е по-стръмно това баирче, толкова по-трудно ви става въобще да се придвижвате напред. И толкова повече свиркането се превръща в пъшкане. След поредното страдание решавате, че това не може да продължава така. Отивате във велосервиза и споделяте мъката си с майстора. Той ви маха венчето с 16 зъба и ви слага друго с 19 зъба. И при следващото отиване на работа вие установявате, че въпросното изкачване не ви тежи чак толкова. Какво всъщност се е променило? Ами просто сега с новото венче при един оборот на краката вие вече не завъртате задната капла 3 пъти, а около 2 пъти и половина (48:19 = 2.526). Т.е. майсторът ви е намалил предавателното число от 3 на 2.5, или с други думи казано, сложил ви е „по-лек оборот”.  И сега с едно завъртане на педалите вие вече не изминавате 6.75 м, а около 5.6 м (2.5х2.25), но за сметка на това прилагате по-малко сила върху педалите. 

Да видим обаче какво става на връщане от работа. Решавате да се засилите добре по въпросното баирче, което вече е спускане, и установявате, че отново имате проблем. При някаква скорост на велосипеда вие вече не можете да поддържате достатъчно висок каданс, за да продължите да ускорявате. Скоростта, с която въртите педалите, ви идва твърде висока, задникът ви започва да подскача върху седалката и самото въртене на краката ви коства доста усилия, дори без да прилагате каквато и да е сила върху педалите. С други думи, вашето тяло има някаква горна граница на каданса, над която вече не успявате да карате с лекота. Да приемем, че тази горна граница за вас е 100 об/мин, т.е. при каданс над 100 карането ви вече става мъчително и неефективно. Карайки с този каданс, за един час вие ще завъртите педалите 6000 пъти (100 пъти в минута по 60 минути) и ще изминете съответно 6000х5.6 = 33600 м (нали помните, че при предавателно число 2.5 за едно завъртане на педалите колелото ви изминава около 5.6 м). Следователно над тази скорост от 33-34 км/ч вие вече трябва да разчитате колелото ви да се ускорява по инерция и с нищо не можете да му помогнете. И отново не сте съвсем доволен. Чували сте какви невероятни скорости развиват хората по спусканията и тези 33-34 км/ч въобще не ви задоволяват. Досещате ли се обаче какво ще ви каже майсторът, ако отново отидете при него и му споделите новата си драма? Каквото и да си помислихте, според нас той ще ви каже, че имате три избора:

1. Научавате се да не ви пука колко вдигате по спусканията и спокойно си карате колелото надолу по инерция.

2. Научавате се да въртите по-бързо педалите и с малко упражнения качвате максималния си каданс примерно на 150.

3. Отивате и си купувате колело със скорости.

Ние обаче в този случай бихме ви препоръчали нещо, което е комбинация от трите: докато събирате пари за по-скъп велосипед, се упражнявайте малко да увеличите каданса си и в същото време си карайте колелото, без въобще да ви пука кой колко вдига.


Вашият коментар

Съгласен съм личните даннни да бъдат обработени за целите на сайта.