Prestazioni bike - vantaggi bici leggere

[Oniriko77]

Link interessante

http://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle_weight_and_power

in particolare mi ha colpito questo :
Another place where light wheels are claimed to have great advantage is in climbing. Though one may hear expressions such as "these wheels were worth 1-2 mph", etc. The formula for power suggests that 1 lb saved is worth 0.06 mph (0.1 km/h) on a 7% grade, and even a 4 lb saving is worth only 0.25 mph (0.4 km/h) for a light rider. So, where is the big savings in wheel weight reduction coming from? One argument is that there is no such improvement; that it is "placebo effect".

Cioè se ho capito bene con 1 libbra in meno sulle ruote (che sono ben 450gr.)
si guadagna solamente 0.1km/h in salita
SOLO ???
PLACEBO EFFECT

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[paolorobertozr]

Probabile, matemeticamente parlando, ma a fine giornata, con tutti i rilanci, le frenate, i cambi di direzione ecc. la sensazione di avere un mezzo "meno faticoso" si sente...

 

[mister1994]

è impossibile una bici con le ruote leggere in salita va da sola... e nei rilanci prendi subito velocita mentre con una bici tipo la mia in salita devi pedalare come un mulo per andare al ritmo di uno con una light e se fai una gara di accelerazione dove il ciclista è sempre lo stesso e cambia solo la bici nelle stesse condizioni vince x forza la light bike

 

[Cypher]

Diffida di un matematico che non è mai salito in sella...

 

[One_1]

La formuletta sarà anche corretta (fidandomi del matematico), ma si basa sulla potenza necessaria a mantenere una velocità costante in salita.

In questo caso la massa delle ruote è solo una delle forze che si oppongono al moto, insieme a resistenza dell'aria, attrito delle gomme, scorrevolezza dei mozzi, ecc.. Non mi meraviglio che a regime di moto costante ideale (con variazione di energia cinetica = 0) una massa di 450g su un totale (bici+rider) di decine di kg influisca limitatamente nel lavoro necessario per guadagnare di quota.

Ma nella realtà il moto non è mai costante, bensì una somma di tante piccole accelerazioni e decelerazioni, accentuate ulteriormente quando si compie uno scatto, ma presenti anche nella più rotonda delle pedalate.

La forza necessaria per accelerare un corpo è espressa dalla formula F=m.a,

quindi, se nel caso di velocità costante (accelerazione = 0), la massa conta poco o nulla, nel caso di accelerazioni, anche minime, la massa è proporzionalmente legata alla forza necessaria e quindi alla potenza impiegata.

Ecco perchè nell'utilizzo reale e non "teorico" la massa della bicicletta (e in primis quella del ciclista) conta parecchio, soprattutto nelle discipline ciclistiche in cui si effettuano più scatti.

 

[KontemaxBMX]

... In questo caso la massa delle ruote è solo una delle forze che si oppongono al moto...

Grande errore, la massa ha inerzia ovvero la caratteristica di mantenere il proprio stato che sia esso di movimento o meno.
Le ruote pesanti, una volta lanciate, mantengono maggiormente la velocità perché avendo più massa e quindi più inerzia tendono a mantenere maggiormente il loro stato.
Di contro come maggiore deve essere l'energia per rallentare un oggetto con tanta massa maggiore deve essere per accelerarlo.
La bici leggera, e la ruota in particolare, servono per i cambiamenti di moto e non per il mantenimento della velocità costante.
Su questo poi intervengono moltissimi parametri come tutti gli attriti volventi e radenti e le dispersioni di energie.
In salita è meglio la bici leggera, non tanto per la velocità o l'accelerazione (e qui il matematico ha ragione) quanto per il peso che la forza gravitazionale esercita su di essa.

Max

 

[One_1]

Grande errore, la massa ha inerzia ovvero la caratteristica di mantenere il proprio stato che sia esso di movimento o meno.
Le ruote pesanti, una volta lanciate, mantengono maggiormente la velocità perché avendo più massa e quindi più inerzia tendono a mantenere maggiormente il loro stato.

Io intendo che in un moto uniforme in salita, quindi senza accelerazioni, la massa delle ruote genera una forza che si oppone al movimento della bici, mentre questa si sposta da una quota x ad una quota y>x... ho scritto ruote perchè all'inizio della discussione si parlava di ruote, ma è uguale per il telaio o i rider.

E' vero che c'è un effetto volano che tende a mantenere la velocità di rotazione della ruota, ma questo nel ciclismo, a mio parere, ha più difetti che vantaggi.

 

[guinev]

Link interessante

[url]http://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle_weight_and_power[/URL]

in particolare mi ha colpito questo :
Another place where light wheels are claimed to have great advantage is in climbing. Though one may hear expressions such as "these wheels were worth 1-2 mph", etc. The formula for power suggests that 1 lb saved is worth 0.06 mph (0.1 km/h) on a 7% grade, and even a 4 lb saving is worth only 0.25 mph (0.4 km/h) for a light rider. So, where is the big savings in wheel weight reduction coming from? One argument is that there is no such improvement; that it is "placebo effect".

Cioè se ho capito bene con 1 libbra in meno sulle ruote (che sono ben 450gr.)
si guadagna solamente 0.1km/h in salita
SOLO ???
PLACEBO EFFECT

io non sono un matematico, ma quella formula fornendo dati di quel tipo dovrebbe essere basata su un determinato valore di potenza sviluppata dal biker (non citata) che rende possibile ottenere i valori 0,06 e 0,25 mph ?

Intendo dire, al variare della potenza che un biker genera, variano anche i benefici che si possono trarre dalle ruote leggere.

Inoltre a livello teorico è giusto, ma non tiene conto degli attriti dei mozzi e della trasmissione che ritengo invece molto importante per la scorrevolezza e il giudizio finale di una ruota. Ovviamente considerando coperture montate uguali fra ruota e ruota, altrimenti si falsa tutto dinuovo.

 

[One_1]

La bici leggera, e la ruota in particolare, servono per i cambiamenti di moto e non per il mantenimento della velocità costante.

Infatti è quello che ho scritto.. la formula trovata su wikipedia considera il mantenimento di velocità costante, dove, oltre agli attriti vari, esiste una forza che si oppone alla salita, dovuta all'attrazione gravitazionale del corpo (tra cui le ruote). In questo contesto, però, i 450g di ruote influscono minimamente, se paragonati a 80000g di bici+rider. La perdita, infatti, è bassa.

Su questo poi intervengono moltissimi parametri come tutti gli attriti volventi e radenti e le dispersioni di energie.
In salita è meglio la bici leggera, non tanto per la velocità o l'accelerazione (e qui il matematico ha ragione) quanto per il peso che la forza gravitazionale esercita su di essa.

Max

Qua non capisco... è proprio nell'accelerazione che si sente la bici leggera (tu stesso sopra hai scritto "cambiamenti di moto") e non nel contrastare la forza di gravità, dove un kg di ruote equivale ad un kg di ciccia del rider.

 

[Oniriko77]

Ma nella realtà il moto non è mai costante, bensì una somma di tante piccole accelerazioni e decelerazioni, accentuate ulteriormente quando si compie uno scatto, ma presenti anche nella più rotonda delle pedalate.

Ecco perchè nell'utilizzo reale e non "teorico" la massa della bicicletta (e in primis quella del ciclista) conta parecchio, soprattutto nelle discipline ciclistiche in cui si effettuano più scatti.

ok siamo d'accordo che la formula non calcoli le accelerazioni ma solo una ascesa costante senza variazioni di ritmo, sono ben note le qualità positive di un set di ruote leggere per quanto riguarda le variazioni di ritmo.
Ma io penso alle GF alle marathon alle salitone belle lunghe e non ai classici percorsi da Xc.
I rilanci e gli scatti non li considero perchè controproducenti, ma le variazioni di ritmo sì, e le progressioni dopo una curva lenta ecc... questo sì.
Bisognerebbe quantificare il vantaggio di ruote leggere in seguito ad una classica gara Xc o Gf o marathon... cosa impossibile.
Possiamo dire che 450gr. in meno sono meglio, ma quanto meglio ?

resta il fatto che mi hanno stupito 2 cose
1. 450gr. in più sono davvero tanti - oltretutto sulle ruote !
2. 0.1 km/h è pochissimo

A sto punto posso anche capire la superiorità in salita a velocità costante delle 29", mediamente più pesanti a parità di materiale di 200gr.-250gr. non so...

perchè : A parità di condizioni la resistenza opposta dall'attrito volvente è minore quanto maggiore è il raggio di curvatura del corpo che rotola.
L'attrito volvente è inversamente proporzionale al raggio della ruota.

 

[One_1]

Possiamo dire che 450gr. in meno sono meglio, ma quanto meglio ?

resta il fatto che mi hanno stupito 2 cose
1. 450gr. in più sono davvero tanti - oltretutto sulle ruote !
2. 0.1 km/h è pochissimo

A questo non so risponderti, non sono un fisico, ma da biker posso dirti che la differenza si sente tantissimo, non tanto per rilanci e scatti, che non consideriamo, ma anche solo per le continue accelerazioni che derivano dalla cadenza di pedalata, anche nel più tranquillo e costante giro AM.

 

[KontemaxBMX]

Qua non capisco... è proprio nell'accelerazione che si sente la bici leggera (tu stesso sopra hai scritto "cambiamenti di moto") e non nel contrastare la forza di gravità, dove un kg di ruote equivale ad un kg di ciccia del rider.

Si, confermo la questione delle accelerazioni.
Bisogna però pensare che la bicicletta e il ciclista sono una massa da spostare su un piano inclinato contro la forza di gravità (la salita) e quindi ogni grammo in meno è un grammo in meno di massa da "sollevare" sul piano inclinato. A questo punto vale la perdita di peso da qualunque parte del corpo ciclista/bici, non solo dalle ruote.
Le masse volaniche imponenti o leggere sono importanti in alcune situazioni, non in altre. Sulla salita le ruote fanno ma se sto mezzo chilo lo togli dalla panza invece che dalle gomme cambia poco, il guadagno è comunque generale, cioè in salita quella peculiarità dovuta alle ruote leggere è meno incisiva del peso generale dell'insieme.
Per fare un esempio se monti ruote un chilo più pesanti e togli la borraccia da un litro non cambia nulla* mentre magari in pianura il peso è meglio toglierlo dalle ruote. Ad ogni modo se la massa generale è più bassa ci sarà, in pianura, un miglioramento dell'accelerazione ma non del mantenimento della velocità costante che tenderà a decrescere maggiormente all'aumentare degli attriti rispetto ad una massa maggiore. Una massa alta ha bisogno di più energia per essere accelerata ma ha anche bisogno di più attriti per essere rallentata. Ben lo sapevano i miei amici con la Saltafoss.


Max

*nella teorica condizione di moto costante. Cosa che non avverrà mai anche perché inevitabilmente le pedalate sono una serie di accelerazioni continue visto che la pedalata rotonda perfetta non esiste specie in salita.

 

[One_1]

Si, confermo la questione delle accelerazioni.
Bisogna però pensare che la bicicletta e il ciclista [...]

Perfetto... ti quoto sulla definizione dei due tipi di "fatica": una derivante dalla massa globale da sollevare e l'altra dovuta all'inerzia della massa rotante da accelerare (detto in parole povere). Sicuramente, come dici tu, la maggior parte delle energie del ciclista è impiegata per far alzare di quota se stessi, piuttosto che per vincere l'inerzia delle ruote, ma io credo che anche la seconda componente, soprattutto con pedalata non proprio rotonda, sia molto importante... e le sensazioni con ruote più leggere lo confermano.

Io credo che sia più vantaggioso un risparmio di peso sulle masse rotanti, di quanto non lo sia sulla massa in generale. Sembra un controsenso, ma togliere il 5% su una massa composta solo per il 20% dalla biga (il resto è il peso del biker) non è semplice, mentre risparmiare un buon 20% sulle masse rotanti è costoso ma non impossibile.

 

[rspinato]

Link interessante

[url]http://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle_weight_and_power[/URL]

in particolare mi ha colpito questo :
Another place where light wheels are claimed to have great advantage is in climbing. Though one may hear expressions such as "these wheels were worth 1-2 mph", etc. The formula for power suggests that 1 lb saved is worth 0.06 mph (0.1 km/h) on a 7% grade, and even a 4 lb saving is worth only 0.25 mph (0.4 km/h) for a light rider. So, where is the big savings in wheel weight reduction coming from? One argument is that there is no such improvement; that it is "placebo effect".

Cioè se ho capito bene con 1 libbra in meno sulle ruote (che sono ben 450gr.)
si guadagna solamente 0.1km/h in salita
SOLO ???
PLACEBO EFFECT

Ma ha sicuramente ragione sto luminare che ha scritto su Wikipedia infatti per la teoria del contrario due ruote che pesano solo 10 libbre in più ti fanno perdere solo 1 km. all'ora in salita. Allora andiamo a prelevare il genio che secondo me è chiuso da troppo tempo dentro al laboratorio e ha bisogno di sgranchirsi le gambe, organizziamo un giretto in bici e gli diamo quella con le ruote di pietra, tanto per lui non cambia un .....zz.....E poi quando torniamo a casa gli facciamo riscrivere la formula.

 

[KontemaxBMX]

Mi sembra un poco una risposta da inquisizione anti Gallileo...

Max

Ma ha sicuramente ragione sto luminare che ha scritto su Wikipedia infatti per la teoria del contrario due ruote che pesano solo 10 libbre in più ti fanno perdere solo 1 km. all'ora in salita. Allora andiamo a prelevare il genio che secondo me è chiuso da troppo tempo dentro al laboratorio e ha bisogno di sgranchirsi le gambe, organizziamo un giretto in bici e gli diamo quella con le ruote di pietra, tanto per lui non cambia un .....zz.....E poi quando torniamo a casa gli facciamo riscrivere la formula.

 

[KR 1983]

Mi sembra un poco una risposta da inquisizione anti Gallileo...

Max

in effetti,sembra anche a me...

 

[rspinato]

Mi sembra un poco una risposta da inquisizione anti Gallileo...

Max

Ma no e perchè, ho solo applicato la teoria di chi l'ha pensata, ribaltandola; ho detto la stessa cosa. Di sicuro però non mi trova d'accordo: se avesse fatto una considerazione del genere sull'andatura in piano avrei potuto crederci anzi, sarebbero sicuramente migliori le ruote pesanti e ad alto profilo. Qui si parla di salita però, e sono disposto a fare la prova e mi gioco 1 euro (che per me è il massimo badaben!).

 

[piero.naldesi]

attenti a non fare di tutte le erba un fascio..

1- non si possono prendere le formule per casi ideali e applicarli alla "vecchia" a casi reali... altrimenti se io mi buttassi dalla vetta dello stelvio senza frenare potrei arrivare in vetta all'etna senza pedalare..

2- se volessimo una formula che descrive realmente lo spostamento di un corpo tra due punti di una salita dovremmo usare questa:



Dove con alpha e beta si indicano due coefficienti (che contengono anche gli attriti) dipendenti dalla velocità. cioè per ogni valore della velocità possono avere valore diverso.

V è la velocità traslazionale (quella del conta km) del punto. Se il punto ruota entra in gioco omega, la velocità angolare, e la V nell'equazione diventa quella del suo asse di rotazione (prendetelo per buono).

L'ultimo pezzo è dato dal potenziale attrattivo della terra sulla nostra bici.

Le "i"a pedici stanno a indicare che questa è l'energia di un solo "punto" (nel senso di un pezzettino piccolo piccolo) della nostra bici. Per avere l'energia totale bisogna sommare su tutti i pezzettini pella nostra bici.

Ammettendo di essere matematicamenti in grado di farlo (la bici non è una pallina puntiforme o una sbarretta che ruota.. in genere un conto del genere si può fare solo con computer..) otteniamo una relazione già parecchio diversa da quella di wikipedia...

A noi interessa scoprire quanto dobbiamo spendere in energia per portarci da un punto ad un altro allora dovremo integrare la nostra equazione tra i due punti...

Non avendo troppa spinta a quest'ora facciamo fita che abbia scritto la formula... (scrivere quella di prima è stato un mezzo parto..)

Otterremo una formula che dipenderà dalle accelerazioni sia angolari che traslazionali e da tanti altri parametri...

2-bis ATTENZIONE la formula dipende quadraticamente dalla distanza dall'asse di rotazione quindi una 29' avrà un incremento di INERZIA (considerando una ruota da 1900g da 26'e una da 2200g da 29' compreso copertone) non solo di un fattore (29*2200)/(26*1900)=1.16 ma bensì (2200*(29)^2)/(1900*(26)^2)=1.44 (conto fatto mooolto alla vecchia....)

3- CONCLUDO raccontandovi una mia esperienza personale alla val di fassa bike dello scorso anno
Io ruote da 1200g + copertoni da 500g l'uno.. un mio amico ruote da 1600 + copertoni da 650 l'uno..
Io in salita andavo molto meglio.. lui nelle discese (molto scorrevoli e dove riuscire a mantenere velocità elevate è fondamentale) andava il doppio soprattutto in uscita dalle curve dove bisognava rilanciare.. e di gamba ne avevo più io... le sue ruote sotto la spinta della Terra prendevano velocità più facilmente...

 

[KontemaxBMX]

3- CONCLUDO raccontandovi una mia esperienza personale alla val di fassa bike dello scorso anno
Io ruote da 1200g + copertoni da 500g l'uno.. un mio amico ruote da 1600 + copertoni da 650 l'uno..
Io in salita andavo molto meglio.. lui nelle discese (molto scorrevoli e dove riuscire a mantenere velocità elevate è fondamentale) andava il doppio soprattutto in uscita dalle curve dove bisognava rilanciare.. e di gamba ne avevo più io... le sue ruote sotto la spinta della Terra prendevano velocità più facilmente...

Rispondo solo al terzo punto perchè i primi tre non sono a me accessibili:

Già, perché la maggiore massa delle sue ruote incamera maggior energia da liberare. Inoltre la gravità credo che faccia la sua parte, come la fa in salita allo stesso identico modo la fa in discesa.
Per questo motivo quel panzone di Tomba andava un casino in discesa libera...

Max

 

[rspinato]

Ma anche in piano probabilmente andava meglio lui..........il punto è la salita però.