מדע האבן

תוכן עניינים:

מדע האבן
מדע האבן

וִידֵאוֹ: מדע האבן

וִידֵאוֹ: מדע האבן
וִידֵאוֹ: פרונטירז - מדע לצעירים 2024, מאי
Anonim

כשהמקצוענים מתכוננים לפריז-רובה, אנחנו מסתכלים כיצד מדענים פועלים כדי להקל על הרכיבה על המרצפות

פריז-רובה השנה מתגאה ביותר מ-50 ק מ של אבנים, וזו בדיוק הסיבה שהמרוץ הקלאסי הזה בצפון צרפת מתואר כ'הגיהנום של הצפון'. עבור יצרנים וצוותים זה אחד מרגעי השיא של לוח השנה.

זו גם פלטפורמה להצגת טכנולוגיות חדשות שנועדו לעזור לאופניים להתגלגל בצורה חלקה על הכביש.

זו הסיבה שפינארלו יצרה מערכת מתלים בחלק העליון של משענות המושבים ב-K8-S שלה ומדוע Specialized הציגה את המתלה 'FutureShock' שלה בין צינור ראש וגזע ב-Roubaix העדכנית ביותר שלה.

אבל האם יש ראיות מדעיות המצביעות על האם לחידושים אלה ואחרים דומים יש ערך אמיתי, ואם כן, מה חשוב יותר: שיכוך בקדמת האופניים או מאחור?

ניטור רטט

'העמסנו את האופניים שלנו בחיישנים בעת קבלת מרוץ כמו Roubaix כדי להוסיף נתונים אמפיריים למשוב שאנחנו מקבלים מהרוכבים', אומר קרסטן ג'פסן, ראש התפעול הטכני ב-Team Sky.

'זו הסיבה שרוכבים רבים יבחרו במתלים אחוריים וגם הסיבה, למשל, הם לא יבחרו במתלים קדמיים, שחלקם ניסו אבל מצאו שהם פשוט זרים מדי.'

Jeppesen גם מציין שרוכבים בוחרים בבסיס גלגלים ארוך יותר, מה שמסביר את החשיבה מאחורי ה-Pinarello K8-S, עם החלק האחורי הקפיצי שלו ובסיס הגלגלים הארוך יותר מה-F10.

אבל זה לא מאוד מדעי. אנחנו מחפשים ראיות בלתי תלויות ניתנות לאימות, ובאופן מפתיע למדי עבור ספורט שבו הנתונים הם המלך, קיים רק מחקר עצמאי אחד הבוחן את הרעידות הנובעות מרבני רובה.

המדען ורוכב האופניים סבסטיאן דוק השתתף בתחרות פריז-רובה לשנת 2015, אירוע חובבים שמתקיים יום לפני מרוץ המקצוענים. מטרת ה-Duc באורך 1.80 מ', 68 ק ג, הייתה למדוד לא רק את קנה המידה של רעידות שנוצרו על ידי המרכבים, אלא גם היכן הם נמצאים בשיאם על האופניים והגוף.

'העמסתי את המומחה המומחה שלי ב-Robaix עם שני מדי תאוצה תלת-ציריים - על הגבעול ועל מוט המושב - וכיוונתי את לחץ הצמיגים על 5 בר [בערך 73psi],' אומר Duc. 'אז מדדתי את ה-RMS, VDV ורמת הרטט…'

בסדר, עצור ממש שם - נדרש הסבר. בעולם המתנודד הזה, RMS (Root Mean Square, נמדד ב-m/s2) הוא בעצם ערך הרטט הממוצע, במקרה זה של רכיבה על אבן, בעוד VDV (מינון רטט) ערך, m/s1.75) מייצג את הערך המצטבר. רמת הרטט היא תנודות לשנייה, או הרץ (הרץ).

איסוף כל הנתונים לאחר האירוע, דוק גילה שבמהלך נסיעתו באורך 139 ק"מ באורך 15 קמ"ש מהירותו השתנתה בין 19.1-27.8 קמ"ש; קצב הלב שלו נע בין 122-155 bpm; הקצב שלו היה בין 79-87 סל"ד; והספק משתנה בין 167-235W.

‘לפי ערכי RMS ו-VDV, חשיפת הרטט היא יותר אינטנסיבית בידיים מאשר במושב רוכב האופניים, ללא קשר למהירות או הקושי של המרוצצים,’ מגלה Duc.

לעיון, ASO מסווגת את החלוקים לפי קושי משני כוכבים (קל יחסית) לחמישה כוכבים (מנפץ עצמות), והשנה הציגה קידוד צבע כדי להקל על צופי הטלוויזיה לזהות אותם.

'על פני קטעי ארבעה כוכבים, RMS השווה ל-35m/s2 בגבעול בהשוואה ל-28m/s2 ב- עמוד המושב.' במקום העבודה - נניח חרישת שדה בטרקטור - כל דבר מעל 10 מטר לשנייה2 נחשב מסוכן.

אז זהו. Jeppesen של Sky טועה והיצרנים צריכים למקד את מאמציהם בקדמת האופניים במקום מאחור. כמובן, זה לא כל כך פשוט.

'תדירות רמות הרטט הייתה למעשה גבוהה יותר בעמוד המושב,' אומר דוק. "על פני קטעי אבן שלושת הכוכבים, 30 הרץ בעמוד המושב בהשוואה לסביבות 20 הרץ בגבעול."

בקיצור, הרעידות מאחור היו פחות חזקות אבל תכופות יותר.

תמונה
תמונה

דלילות בלימודים

עד כה, כל כך לא חד משמעי. היינו צריכים יותר נתונים, אבל רוכב האופניים היה צריך להיות יצירתי. מחקר של פול מקדרמיד מאוניברסיטת מאסי, ניו זילנד, שהשווה את השפעת הרטט של רכיבת אופניים בכביש לרכיבת שטח.

המחקר שלו לא היה על אבנים, אבל MacDermid אומר שהוא יכול לעשות אומדן טוב של התוצאות על סמך הנתונים שלו.

קח את ערך ה-RMS. במבחנים של MacDermid, מדי התאוצה של הזרוע השמאלית מדדו 18m/s2 ו-27m/s2 עבור כביש ושטח; בעמוד המושב זה היה 12m/s2 ו-18m/s2.

MacDermid אומר כי אבנים ייצרו פרופורציות רטט דומות וכי הנבדקים יצטרכו לייצר כ-30% יותר כוח כדי לשמור על אותה מהירות, וזה משמעותי מכיוון שהכוח קשור לרטט.

'זה מבוסס על נתוני Training Peaks מהזכייה של מאט היימן ב-2016, כאשר ביער ארנברג הכוח הממוצע שלו עלה ב-44% וקצב הלב שלו ב-20% [בהשוואה למוקדמות המירוץ]' אומר. MacDermid.

כמובן, לא ניתן לייחס את הגידול של היימן במאמץ לחלוטין לרעידות הנוספות שעוררו אותם אבנים - אפשר להניח שהיימן גם הניח את הפטיש בקטע הידוע לשמצה כמי שעשה או שבר את המירוץ.

אבל אם אנחנו מיישמים באופן נרחב את העלייה של 30% על אבנים ועל הרעידות המוגברות, אנחנו מסתכלים על ערכי RMS של יותר מ-30 מ' לשנייה2 דרך הכידון ומעל 20 מ' /s2 דרך האוכף.

אז נראה ששוב, מלפנים הוא האזור שדורש מיקוד שיכוך גדול יותר. "אתה בהחלט יכול לטעון את זה, מכיוון שהנעת האופניים מעל המהמורות תגרום לתנועה רבה יותר של פלג הגוף העליון", אומר MacDermid.

'זה נתמך על ידי נתונים נוספים שיש לנו, שמראים במקטעים בעלייה במהירויות של כ-16.5 קמ ש, רעידות היו בדרך כלל גדולות יותר דרך המוטות והזרועות מאשר דרך מוט המושב.'

הנתונים שלו משתנים, עם זאת, כשהכביש נוטה במורד: "ביצענו מחקר נוסף שבחן את ההשפעות על האופניים כאשר יורדים במדרגות של 13 ס"מ.

‘התוצאות הראו שמוט המושב והקרסול ספגו את הפגיעה הכי גדולה עם כידון קרוב לשליש.'

נבנה עבור המרצפות

לא ברור אם המתלים יופעלו טוב יותר בחלק הקדמי של האופניים או בחלק האחורי, אבל יכול להיות שלשניהם יש השפעה רבה כמו הרוכבים עצמם.

'מחקר בצרפת הראה שככל שהרוכב כבד יותר, כך ערך מינון הרטט נמוך יותר', אומר MacDermid.

בעיקרון החבר'ה במשקל 80 ק"ג פלוס בולמים באופן טבעי את הרעידות יותר מהחבר'ה במשקל 60 ק"ג.

ומחקר צרפתי נוסף הראה שגם ליציבת הרוכב יש השפעה משמעותית על ה-VDV, במיוחד על מיקום האמות וזוויות פרק כף היד, ושגיאומטריית אופניים אופטימלית יכולה להפחית נתון זה עד 50%.

יש גם עניין של סגנון הרכיבה, אומר ג'פסן: כדוגמה, אם תסתכלו על פביאן קנסלרה, שהוא חלק על האופניים שלו, הוא כנראה חווה פחות רעידות מאשר מישהו כמו איאן סטנארד, שהוא יותר על האופניים שלו. כוח גס ורוקע על הדוושות.'

אז הנה. כאשר הרוכבים המקצוענים יפגעו בארנברג בפריז-רובה השנה, חלקם יעריכו שיכוך נוסף בברים, בעוד שאחרים ישמחו עם מתלים מאחור (וכולם ילכו על צמיגים רחבים ורכים יותר מהרגיל).

אבל סביר להניח שהמנצח יהיה זה שפשוט יודע לרכוב הכי טוב על המרצפות. אחרי הכל, הזוכה בשנה שעברה, מאט היימן, היה על סקוט פויל - אופני אוויר שעושים מעט ויתורים לנוחות.

מוּמלָץ: