Inerzia delle ruote [tecnico e lungo]

[sembola]

Secondo voi quale è una soglia di delta "avvertibile" da un utente normale in un uso normale?? si parla di alcune unità percentuali?? oppure si scivola verso la decina??
E quale invece quella avvertibile da un agonista in un contesto race??

Il problema è proprio questo, non per nulla mi sono astenuto dal giudicare "quanto" sia lo 0,87%.
C'è poi un problema metodologico: non ha senso valutare solo i pregi senza i difetti, così come i difetti senza i pregi. Le forcelle ammortizzate "pagano" tra 500 e 700 grammi alle rigide, epppure anche i grammomani le usano...

Sarebbe interessante utilizzare il lavoro del Sembola per verificare, data una soglia "tangibile e percettibile" di delta di energia rispetto ad una data accelerazione impressa al mezzo, quanto sia veramente utile avere delle ruote 29 ultralight e quindi quanto sia giustificata la conseguente maggiore spesa.

Secondo il mio modesto parere la soluzione ultralight "alla PetitNapoleon" ha senso solo per chi corre, dove ogni secondo può contare anche se ci si gioca solo una posizione e non il Mondiale.
Facciamo un esempio: ruote American Classic (1650 grammi) montate con una gomma Ignitor + camera
Momento d'inerzia 0.24486 kg/m^2, energia 559.8 J. Lasciando tutto il resto uguale, proviamo a mettere dei cerchi superleggeri da 350 grammi: il peso scende a 1540, il momento passa a 0.23579 (-3.7%) e l'energia necessaria a 558,5 J (-0.2%).

Se invece sono un trail rider e voglio divertitmi, chissenefrega se in salita devo fare un minimo sforzo in più per pedalare delle ruote un po' più robuste e con 2 gomme come Panaracer Rampage da 2.35 che però mi danno una trazione esagerata nelle condizioni più critiche ed in discesa danno una sicurezza incredibile in qualsiasi condizione.

Tanto per aggiungere ulteriori elementi alla discussione, paragoniamo la solita "bici test" montandola virtualmente prima con delle Ignitor 2,1 (580 grammi) e poi con delle Nevegal 2,2 (835 grammi): si ottiene un'energia necessaria di 565.7 contro 559.1 J, pari all' 1.2% in più. Ricordiamoci che questa cifra riguarda SOLO l'inerzia e non la resistenza al rotolamento...

...però le masse non sospese devono essere il più possibile leggere rispetto alle sospese (il telaio e tutto ciò che non si muove, rispetto alle sospensioni), per garantire minori inerzie delle sospensioni durante il loro lavoro e quindi velocità nel copiare gli ostacoli. Ci sarebbe da calcolare quanto influiscono 100 grammi in più di mozzo su questo aspetto: marginale o importante?

Ho la sensazione che la questione della masse non sospese non sia essenziale. In una front le masse non sospese sono: la ruota anteriore (prendiamo una AC per semplicità, 800 grammi + 50 di sgancio), copertone e camera (Ignitor 580 grammi + 120 di camera), i foderi della forcella (circa 400 grammi) e la pinza del freno (150 grammi) per un totale di 1550 grammi. Se la ruota ha un mozzo più pesante di 100 grammi le masse non sospese aumentano a 1650 grammi ovvero del 6,5%. Se consideriamo che la ruota da 29" trasmette un'accelerazione minore alla forcella rispetto ad una da 26" (circa il 14% in meno), è plausibile pensare che l'aumento delle masse sospese sia meno rilevante.

Se qualche 29er è interessato a provare qualche mio pezzo se ne può parlare nella prossima stagione 2009 sotto forma test29"

A tua disposizione...

Immaginavo risultati simili per le energie visto che la ruota + grande ha la massa + lontana dall'asse ma gira + piano.

Esatto, una parte dell'aumento del momento d'inerzia viene abbattuta dalla velocità angolare minore.

Si dovrebbe però considerare che la maggiore offerta dalle ruotone si sostanzia anche su frenate staccate più tardi, quindi più violente e con necessità di maggiore potenza da parte dell'impianto frenante.
E se, come si dice, la maggior trazione rispetto ad una 26er è valutabile in un 20% allora la maggiore potenza frenante potrebbe non essere trascurabile...

La mia sensazione è che gli impianti frenanti abbiano tutti una "capacità" più che sufficiente, quella che manca a volte è la possibilità di mantenere la ruota a terra e quindi decelerare effettivamente la bici. Maggior grip = maggiore frenata...

in riferimento al globale è poco,
ma confrontando la ruota da 29 richiede il 15% in + di energia per far variare la velocità di 5 km/h...
che è poi quel che si nota, o no??

Si, ma quello che conta è il valore relativo. Se un uomo trova una banconota da 100 euro a terra, nessuno può contestare il fatto che esso sia più ricco. Se la trova un barbone, quei 100 euro hanno una grossa incidenza, se la trova Briatore non se ne accorge neanche...
Fuor di metafora, occorre considerare il sistema bici + biker, la bici non accelera da sola...(magari!)

mo' vedo quanto dovrebbe pesare il cerchio da 29 per portare la differenza a zero...

A me risulta 258 grammi.

Prodotti MTB scontati

 

[petit napoleon]

258 grammi è un pò troppo poco......ma già con 305 (una cifra a caso )penso che la situazione si pareggierebbe parecchio.....

 

[sembola]

258 grammi è un pò troppo poco......ma già con 305 (una cifra a caso )penso che la situazione si pareggierebbe parecchio.....

Il modello dice 258 grammi, paragonandolo però con uno da 400 da 26"... con 305 grammi la differenza sarebbe di 0.5J pari al 3.8% sulla ruota e lo 0.29% sul totale. Meglio di prima, ma non 0

 

[pecke29]

sembola...lasciami il tempo di fare i conti!!!
certo bisogna contare l'insieme bici+biker x valutare l'energia complessiva,
perchè quando pedali devi spostare tutto, bici + biker.
Il file illustra bene che su terreno scorrevole (tipo asfalto) le due ruote si equivalgono (2J di differenza far ridere...)
ora sarebbe bello implementare le resistenze (tipo meccanica applicata alle macchine(nel w-e ci provo)) e vedere che viene fuori. Bisognerebbe pensare bene a come schematizzare il terreno, cioè:
-maggior impronta a terra (29) = maggior attrito
-maggior diametro = minor fatica a passare gli ostacoli
poi rimane l'effetto stabilizzante.
a dopo!!...

 

[sembola]

sembola...lasciami il tempo di fare i conti!!!
certo bisogna contare l'insieme bici+biker x valutare l'energia complessiva,
perchè quando pedali devi spostare tutto, bici + biker.
Il file illustra bene che su terreno scorrevole (tipo asfalto) le due ruote si equivalgono (2J di differenza far ridere...)
ora sarebbe bello implementare le resistenze (tipo meccanica applicata alle macchine(nel w-e ci provo)) e vedere che viene fuori. Bisognerebbe pensare bene a come schematizzare il terreno, cioè:
-maggior impronta a terra (29) = maggior attrito
-maggior diametro = minor fatica a passare gli ostacoli
poi rimane l'effetto stabilizzante.
a dopo!!...

Una precisazione: il modello calcola esclusivamente l'inerzia, quindi in condizioni "ideali" ma irreali, senza considerare in alcun modo la natura del terreno. Sono sicuro che l'hai capito, ma era per puntualizzare.

Non mi ci sono applicato, ma penso che calcolare l'ordine di grandezza dell' attrito a terra delle gomme di 26" e 29" sia fattibile. Sull' influenza della scorrevolezza delle ruote la vedo un po' più difficile.

 

[pecke29]

1)

Una precisazione: il modello calcola esclusivamente l'inerzia, quindi in condizioni "ideali" ma irreali, senza considerare in alcun modo la natura del terreno. Sono sicuro che l'hai capito, ma era per puntualizzare.


2)Non mi ci sono applicato, ma penso che calcolare l'ordine di grandezza dell' attrito a terra delle gomme di 26" e 29" sia fattibile. Sull' influenza della scorrevolezza delle ruote la vedo un po' più difficile.

1) capito capito, ma meglio rimarcarlo
2)infatti, l'attrito si riesce, devo riprendere in mano meccanica applicata...
la scorrevolezza va intesa come?? se intendi i mozzi allora possiamo gestirla come resistenza aggiunta...ma andrebbe misurata...oppure come coppia che rallenta il mozzo

 

[poppo]

....siete dei pazzi furiosi............

 

[petit napoleon]

e perchè mai? forse perchè siamo alla ricerca del Sacro Graal delle MTB?

 

[sembola]

1)
la scorrevolezza va intesa come?? se intendi i mozzi allora possiamo gestirla come resistenza aggiunta...ma andrebbe misurata...oppure come coppia che rallenta il mozzo

Per "scorrevolezza" io intendo la minore tendenza delle ruote più grandi ad essere rallentate dalle asperità e irregolarità del terreno.

 

[pecke29]

ora sarebbe bello implementare le resistenze (tipo meccanica applicata alle macchine(nel w-e ci provo)) e vedere che viene fuori. Bisognerebbe pensare bene a come schematizzare il terreno, cioè:
-maggior impronta a terra (29) = maggior attrito
-maggior diametro = minor fatica a passare gli ostacoli
poi rimane l'effetto stabilizzante.
a dopo!!...[/quote]


quello che intendevo qui...ah!
si si siam pazzi furiosi...
poi i numeri non rendono mai le sensazioni...
pero' dimostrano che certe cose son pippe e basta e altre vere!!

OT (ohh toh) mi è arrivata la tredicesima...vediam vediam se ci scappa la emd o la gas...

 

[sembola]

poi i numeri non rendono mai le sensazioni...
pero' dimostrano che certe cose son pippe e basta e altre vere!!

Ti quoto in pieno...

OT (ohh toh) mi è arrivata la tredicesima...vediam vediam se ci scappa la emd o la gas...

Che c'entra la EMD con la GAS? semmai la MCR

 

[pecke29]

Ti quoto in pieno...

OK!!!


Che c'entra la EMD con la GAS? semmai la MCR

era per dire una made in italy e una niner...
sinceramente se devo prendere l'acciaio prendo la gas...con tutto il rispetto per la niner MCR (bellissima la colorazione tra l'altro)...
o meglio se dovessi (e vorrei) prendere la 29 io sceglierei tra qs 2 (lo so lo so che son un po' diverse!!!!

 

[nemox]

La mia sensazione è che gli impianti frenanti abbiano tutti una "capacità" più che sufficiente, quella che manca a volte è la possibilità di mantenere la ruota a terra e quindi decelerare effettivamente la bici. Maggior grip = maggiore frenata...

Sono parzialmente d'accordo con la prima parte della tua osservazione: con la mia vecchia 26er dotata di freni a disco deore la potenza c'era si, ma la notevole forza da applicare alla leva faceva si che nelle frenate al limite diminuisse la capacità di modulare la forza (delle dita intendo). Se la situazione fosse peggiorata del 20% credo che avrei cominciato ad avere seri problemi. Salendo con la qualità del freno ovviamente il problema non si pone più.

Riguardo la seconda parte: il problema che esponi però riguarda 29er e 26er nella stessa misura quindi... uno pari, palla al centro!

 

[pecke29]

a livello di conti,
il freno deve frenare l'energia cinetica della massa,
quindi conta solo la massa...la biga puo' avere anche cerchi da 13"...
quindi i freni sono istess,
anche perchè ritorniamo al discorso che la ruota da 29 ha la massa + periferica ma gira + piano...

 

[sembola]

a livello di conti,
il freno deve frenare l'energia cinetica della massa,
quindi conta solo la massa...

Non esattamente. L'energia cinetica ha due componenti, una inerziale pura e semplice, data appunto dalla massa complessiva dell'insieme bici + biker, l'altra data dalla rotazione delle ruote. Questa seconda componente è piuttosto piccola se paragonata all'altra ma non è inesistente, e come abbiamo visto anch'essa è superiore sulle 29er a parità di altri parametri.
Inoltre l'energia cinetica varia anche (soprattutto) col quadrato della velocità, per cui una differenza di velocità anche minima comporta un'aumento considerevole dell'energia cinetica da dissipare in frenata.

anche perchè ritorniamo al discorso che la ruota da 29 ha la massa + periferica ma gira + piano...

Come sopra, la minore velocità angolare mitiga solo in parte l'aumento del momento d'inerzia.


OT: scommettiamo che tra poco arriva qualcuno a dire "a me della fisica non me ne frega niente, le 29 sono pesanti e non scorrono" ?

 

[nemox]

anche perchè ritorniamo al discorso che la ruota da 29 ha la massa + periferica ma gira + piano...

Ma il raggio della ruota è maggiore quindi la coppia frenante al disco (a parità di diametro del disco ovviamente) dovrebbe essere anch'essa maggiore. Ecco perchè preferisco usare il concetto di POTENZA frenante che ingloba in sé tutti i fattori in gioco. Anche se è tutto da dimostrare quanto incidano sulla potenza frenente la forza applicata alle pastiglie e la velocità del disco prese separatamente.

Ps inoltre potenza generata dal ciclista e/o dalla discesa (o accelerazione se preferite)hanno valori assoluti ben differenti...

 

[pecke29]

a me della fisica non me ne frega niente, le 29 sono pesanti e non scorrono!!!!

sembola: giusta precisazione...dovevo essere + preciso...

 

[sembola]

Ma il raggio della ruota è maggiore quindi la coppia frenante al disco (a parità di diametro del disco ovviamente) dovrebbe essere anch'essa maggiore. Ecco perchè preferisco usare il concetto di POTENZA frenante che ingloba in sé tutti i fattori in gioco. Anche se è tutto da dimostrare quanto incidano sulla potenza frenente la forza applicata alle pastiglie e la velocità del disco prese separatamente.

In effetti questi sono argomenti da analizzare adeguatamente.

Ps inoltre potenza generata dal ciclista e/o dalla discesa (o accelerazione se preferite)hanno valori assoluti ben differenti...

Temo di non capire...

 

[pecke29]

io la vedrei così:
potenza attiva (che sia del biker o della discesa è istess) deve essere controbilanciata da quella passiva (attriti, etc + freni)...per fermarsi.
occhio che frenando nella potenza attiva cìè da contare la potenza dovuta all'inerzia.
In prima approssimazione potremmo ragionare con la quantità di moto (=all'impulso):
m*v=F*t
m=massa
v= velocità
F=forza
t=tempo
io considerei F come la risultante dell'azione frenante,
da ricollegare alla forza frenante...ragionando a spanne...
la ruota da 29 richiederebbe maggior forza frenante dovuta al maggior raggio (maggior braccio).
PS cmq sto w-e mw la studio e lun vi dico.

 

[nemox]

Temo di non capire...

Si scusami... avevo letto e interpretato male un tuo intervento precedente.
Tu però poni l'accento sulla velocità dell'insieme bici/biker e quindi sull'energia cinetica da dissipare. Ma l'energia, per quanto grande sia il suo valore, può essere dissipata in un un tempo più o meno lungo. Minore è il tempo impiegato per la dissipazione e maggiore è la potenza richiesta.
In una 29er il tempo di frenata dovrebbe essere più breve rispetto ad una 26er date le maggiori doti di grip della ruota sul terreno.

Peche introduce, credo giustamente, la forza d'impulso. Ma i miei ricordi in merito purtroppo sono lontani...

occhio che frenando nella potenza attiva cìè da contare la potenza dovuta all'inerzia.

Esatto e direi che questa è la forza preponderante in gioco