“轮下一斤,轮上三斤”这句话可能很多朋友听说过,如果想看更多内容请订阅本公众号《硬核玩具》。这句话的意思是说轮子上减重一斤,相当于轮子上面的车架等等减重了三斤。除了这种说法还有十斤说。有些地方还有“簧下一斤,簧上十斤”的说法。这个说法也是跨界在汽车,摩托车,自行车圈子里。今天我们《硬核玩具》就来科普、分析一下。既然是“硬核”玩具,如果不理解背后的原理就瞎玩肯定是称不上硬核的。
先不管是三斤还是十斤,这都是一个主观的说法,只是为了强调轮组减重的重要性,因为转动物体的陀螺自稳定效应和转动惯性作用,行驶中的车轮的确受到质量很大的影响。先来看一张图:
陀螺大家都见过,转起来以后非常稳定,大到卫星、枪炮,小到手机(手机里的陀螺仪并不是转动部件,而是像梳子一样颤动的部件,题外话,感兴趣的可以关注本公众号《硬核玩具》,后面期会介绍)、自行车,都用到了陀螺自稳定效应。而有实验让自行车轮子转起来,一端挂在绳子上,这种稳定性甚至能对抗重力。这种陀螺稳定性的背后是角动量守恒。但是这种稳定性对于我们玩自行车来说却是弊大于利的,速度越快,陀螺稳定性越强,你就越难以改变方向,转向困难,压车困难。骑公路车下坡的时候过弯能明显感到转向的时候有阻抗,而对于摩托车来说尤为明显的是压车,竞速摩托甚至会用比较夸张的姿势来对抗这种陀螺稳定性带来的影响。
另一个不容忽视的问题是,就算是在宽阔平直的公路上骑硬叉硬尾的公路自行车,也不是直线运动,而是以周期性左右摇摆的规律在前进。
骑车时只要有踩踏的动作,就必然会带来重心变化带动自行车左右偏摆,而前后轮也会左右微幅转动以适应这种偏摆。(站起来骑,摇车的时候非常明显)这种两个方向上的速度方向改变都会和轮组转动形成的陀螺自稳定产生抵抗。虽然幅度很微小,但却是始终伴随着你蹬踩(如果你穿的是锁鞋的话还包括提拉)脚踏的每一步。累积起来就是不容忽视的一个影响。
除了陀螺自稳定效应带来的转向影响,另一个不能忽视的是质量越大的轮组,加速减速性越差。质量越大的物体惯性越大,越难以改变速度。这个不仅仅是改变它速度的方向比较困难,转动惯性越大,会带来另外三个方面的负面影响。一是难以加速,特别是速度越快的时候,越难以加速。这也可以这样不正确但容易理解的类比:比如你一个月工资一千的时候,奖金发了一千,这个提升是很明显的;而你工资一万的时候,奖金还是一千,就没那么觉得激动了。二是难以在低速的时候迅速提速,比如你等完红灯要加速的时候,轮组轻能更快的提速;第三就是难以减速了。一个职业山地车手曾经说过,合理的刹车能让我跑的更快。在很多情况下,刹车起到的作用不仅仅是减慢你的速度,关于这个问题会在《硬核玩具》后面的文章更新。
本文开头除了讲的轮下,还有簧下。这两种说法其实对应的减重问题在自行车运动中是有很大的区别.
如上图,簧上物体的质量重心基本没多大变化,簧下物体的重心却改变了很多。簧下质量越轻,越能过滤地形颠簸。
为了精简篇幅,簧下和簧上质量对自行车的影响的内容放到下一期更新,订阅《硬核玩具》公众号,就不会错过了。
关于轮下质量带来的影响,这里总结一下:
轮组质量越大,惯性越大,陀螺自稳定效应越大。对自行车运动弊大于利。
坏处是:转向困难、提速减速困难、刹车困难、平路骑行时感到自行车响应慢,很“肉”、让簧下质量增加,带来一系列和簧下质量有关的问题。
好处是:稳定,容易做出某些特殊动作,比如后轮滑。(在静止的车上是很难做这个动作的,速度越快越容易做)
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下次如果有人给你说车减重不如自己减重来的更好,这种说法完全没有比较的意义且是错误的。如果你听到有人这样讲可以拿本篇文章给他看