Кәсіби велошабандоздар тезірек көтерілу үшін бөтелкелерін қалталарына апаратыны белгілі. Бірақ бұл шынымен қуат үнемдей ме?
Шабандозда жазушы Тим Краббе Жак Анкетильдің жеңіске жету үшін қаншама жолға барғаны туралы әңгімесін былайша баяндайды: «Ол әр көтерілер алдында су бөтелкесін ұстағышынан суырып алып, оның артқы қалтасына салып қоятын. оның жейдесі. Оның голландиялық лейтенанты Аб Гельдерманс оның мұны істегенін жылдар бойы бақылап отырды, ақыры ол шыдай алмай, оның себебін сұрады. Ал Анкетиль түсіндірді.
‘«Шабандоз, - деді Анкетиль, - екі бөліктен тұрады, адам және велосипед. Велосипед, әрине, адам жылдам жүру үшін қолданатын құрал, бірақ оның салмағы да оны баяулатады. Бұл шынымен де қиынға соғатын кезде маңызды, ал көтерілу кезінде велосипедтің мүмкіндігінше жеңіл екеніне көз жеткізу керек. Мұны істеудің жақсы жолы - бидонды ұстаушысынан алу». Осылайша, әрбір өрмелеудің басында Анкетиль су бөтелкесін ұстағышынан артқы қалтасына жылжытты.’
Оқиғаның растығына күмән тудырды, кем дегенде, жейдедегі бөтелкелері бар Анкетильдің фотосуреттерінің жоқтығына байланысты, бірақ осы шағын табыс күндерінде біз Anquetil тәсілі ұсына ма, жоқ па соны білгіміз келді. кез келген артықшылық.
Маятник тербеледі
«Менің ойымша, бұл тақырып бойынша жарияланған әдебиеттер жоқ, сондықтан ең жақын ұқсастық - рюкзактар мен жүк вагондары», - дейді Канададағы Брок университетінің экологиялық эргономика профессоры Стивен Чеунг. «Интуитивті түрде мен салмақты орналастыру неғұрлым төмен болса, метаболизм құны соғұрлым төмен болады деп айтар едім, өйткені ауырлық орталығы тұрақты болу үшін аз энергия қажет етеді. Алайда рюкзактарды зерттеудің көпшілігі мұны көрсетпейді.'
Жапониядағы Кюсю университетінің профессоры Абэ басқарған зерттеу субъектілердің дене салмағының 15% сәйкес келетін жүктемелермен жүрудің энергия шығынын қарастырды. Он төрт субъект жүгіру жолымен бес минуттық қадамдармен арқаларына жүк бар және жүксіз жүрді және нәтижелер белдерімен салыстырғанда үстіңгі жағына жүкті көтерген кезде энергия шығыны азайғанын көрсетті.
‘Теория мынада: салыстырмалы түрде төмен жылдамдықтағы жүк айналмалы маятник ретінде әрекет етеді, бұл энергия шығындарының мөлшерін азайтады [қуатты жүру қозғалысына қайтару арқылы]», - дейді Чеунг. 'Алайда, велосипед тебудің үлкен жылдамдықтарында бұл маятник әсері көмектесе алмайды деп ойлаймын.'
Шынымен де, бөтелкені мықтап ұстамаса, қалтадағы бөтелкенің жанама қозғалысы экономиканы тежеуі мүмкін, дейді Америкадағы Корнелл университетінің механика профессоры Энди Руина. «Бәрі энергия мен қуатқа байланысты», - дейді ол, Анкетильдің су бөтелкесінің артқы қалтасында аздап сырғып кетуінен қанша қуат босқа кететінін есептемес бұрын.‘Бұл жағдайда қуат бөтелке жылжытқан қашықтыққа оның секунд сайын сырғанау санына көбейтілген күш болып табылады.
«Анкетильдің металл бөтелкесі мен сұйықтығының салмағы 1 кг дейік, ол педаль басқан сайын 1 см алға-артқа сырғып кетеді және оның жылдамдығы 90 айн/мин, сондықтан секунд сайын үш рет сырғып отырады», - деп қосты Руина. «Осы теңдеуді алсақ, сізде күш [ауырлық x массасы] болады, ол минутына үш соққыға көбейтілген 9,8 x 1 кг x 0,01 м сырғанау. Бұл бөтелкенің артқы қалтада қозғалуына жұмсалған 0,3 ваттқа тең.’
Тыныштық сақта, қарғыс атсын
Сонымен солай. Көтерілу кезінде Анкетиль бидонын жейдесінің қалтасына салғаны дұрыс болмады. Онша емес, - дейді Чэун. «Сіз ер-тұрманнан шыққан кезде сіздің үстіңгі денеңіз салыстырмалы түрде тұрақты болуы керек, сондықтан сіз бүйірден екінші жаққа тербеліп жатқан велосипедке қарағанда бүйірлік қозғалысы аз болуы керек. Бөтелкені көйлегіне салу арқылы оның велосипеді жеңілірек болып қана қоймайды, оның велосипедінің бүйірінен екінші жағына қарай қозғалуынан аз энергия жоғалады.’
«Жоқ, мен келіспеймін», - дейді әлемге әйгілі велосипед техникі, жақтау құрастырушы және технологиялық жазушы Ленард Зинн. «Егер сіз ер-тұрманнан шықсаңыз, үстіңгі денеңіз бүйірден тым көп қозғалмаса да, педаль соққысымен денеңізді үнемі жоғары-төмен көтересіз. Сондықтан кадрды көбірек жылжытып жатсаңыз да, мен бөтелкенің салмағы неғұрлым аз ұсталса, соғұрлым энергия аз жұмсалады деп дауласамын.' Бұл теорияны кәсіби WorldTour командалары қолдайтын, олар жиі қосымша салмақ қосады. төменгі жақшалар UCI ең төменгі салмағы 6,8 кг нормаларына сәйкес келеді, бірақ оларда балластты қалтада тасымалдау мүмкіндігі жоқ.
Руина, Зинн және Чеун бір нәрседе келіседі, дегенмен: егер сіздің велосипедіңіз тегіс жерде болса және тік қалса, бөтелкені торда немесе жейде қалтасында ұстаудың қуат құны бірдей болады, өйткені сіз спринт немесе өрмелеу кезіндегідей жоғары және төмен қозғалмайсыз.
'Сосын тағы да, - деп ойлайды Зинн, - егер Анкетильдің рульінде су бөтелкесі болса, бәрі өзгереді.' 1960 жылдарға дейін велосипедшілер екінші бөтелкені рульде жиі алып жүретін болды, өйткені сол кезде Тур ережелері былай делінген: шабандоздар бір жақтау түтігінің бүкіл ұзындығын алып, екінші бөтелке торына орын қалдырмайтын сорғыны алып жүруі керек.
«Егер сіз оны рульде алып жүрсеңіз, қалтаңызға бөтелкені салудың пайдасын көремін», - деп қосты Зинн. 'Егер сіз төбеге көтерілгенде немесе спринтте күш жұмсап жатсаңыз, велосипедіңіз шынымен де алдыңызда жыланға айналады және жай түзу сызықта қалуға тырысып, күш-қуатыңызды төгетін едіңіз.'
Жанбалған және тартылмаған салмақ ұғымы осы уақытқа дейін бұл талқылаудан тыс қалды, бірақ Зинннің айтуынша, жылдамдық көтерілген кезде қолданысқа енеді. «Төмен түсу кезінде және егер жол өте өрескел болса, бұл тау велосипедінде болуы мүмкін - бөтелкенің салмағы сіздің арқаңызда жақсырақ болады, өйткені сіз, шабандоз берген қосымша суспензияға байланысты», - дейді ол. Керісінше, жақтауда мықтап ұсталған бөтелке жолдағы әр соқпақпен қозғалуға мәжбүр болады, бұл энергияны жоғалтады. «Сосын бөтелкенің қашан толтырылмауы туралы мәселе бар. Сіз әлсіреу кезінде күш-қуатыңызды жоғалтасыз, - дейді Зинн.
Сондықтан бұл тақырыптағы ғылым, оны шабыттандырған Анкетиль туралы түпнұсқа оқиға сияқты, қорытынды емес сияқты. Бірақ егер ол сізге психологиялық артықшылық берсе, байқап көруге тұрарлық…
