Svi smo se borili uz nagibe od 20%, 25%, čak 30%. Ali koliko bi put morao biti strm prije nego što se biciklom nije bilo moguće popeti?
Čudna je stvar - naša potraga za strminom. Uobičajeno je čuti jahače kako se hvale osvajanjem alpskih prevoja koji neumorno voze prema nebu na nagibima od 20% na nekoliko kilometara, ili šiljcima do 40% u središtu ukosnice.
Ali imajući u vidu da nagib od 100% čini samo nagib od 45° – jedan metar vertikalno za jedan metar horizontalno – sigurno strmina koja se približava 100% ne bi bila nemoguća za vožnju. Da li bi?
Odlučili smo potražiti stručnjake da saznamo.
Prve stvari na prvom mestu. Kada kažemo 'najstrmiji nagib', ne govorimo o tim čudnim šiljcima u strmini puta, ili okomitoj platformi half-pipea.
Možemo uzeti u obzir samo uporni nagib koji cestovni biciklista može pokušati voziti razumno vrijeme.
Čudno, snaga nije ograničavajući faktor za hvatanje u koštac sa najstrmijim usponima, kaže Rhett Allain, profesor fizike na Univerzitetu Jugoistočne Luizijane i dugogodišnji bloger za časopis Wired.
‘Ako vam nije stalo do brzine, možete se popeti uz bilo koju uzbrdicu sa vrlo malo snage sve dok ima dovoljno trenja,’ kaže on.
‘Na primjer, možete dobiti sićušne male motore za podizanje vrlo teškog tereta ako koristite dovoljno remenica.’.
Ako možete kreirati pravi omjer prijenosa na svom biciklu, onda čak i sa minimalnom izlaznom snagom možete se popeti na bilo koji nagib – u teoriji.
Stvarnost je drugačija. Omjer prijenosa koji vam je omogućio da se penjete po ludo strmim padinama zahtijevao bi od vas da vrtite nogama kao ludi dok samo puzite naprijed. Uskoro bi se prevrnuo.
Allain postavlja minimalnu brzinu kojom biste željeli da se uhvatite u koštac sa usponom kao brzinu hodanja, ili oko dva metra u sekundi. Prema svojim proračunima (koji su malo previše zamršeni da bi se ovdje raspravljali), on postavlja maksimalni nagib za snagu od 422 vata pri brzini od 2m/s (4,5mph) kao 40%.
Dakle, 40% bi moglo biti mjesto gdje ljudska snaga pronalazi svoj par u nagibu - izvan toga možete i hodati. Ali za one od nas koji su manje zainteresirani za praktičnost, a više zainteresirani za dokazivanje da nas ne može pobijediti nagib, mora biti moguće penjati se uzbrdo veću od 40% ako smo spremni ići dovoljno sporo.
Ono što želimo da znamo je pod kojim uglom će nas zakoni fizike spriječiti da se penjemo bez obzira na našu izlaznu snagu ili omjer prijenosa.
Uravnotežavanje prioriteta
Ako bismo se vozili uzbrdo koje je postajalo sve strmije i strmije, mora doći do tačke u kojoj bismo se jednostavno prevrnuli.
'Ako uzmete bicikl kao tri tačke, centar mase i dvije kontaktne točke [točkovi], onda ako vertikalna os centra mase prelazi bilo koju od te dvije kontaktne točke, bicikl će se prevrnuti, ' kaže Allain.
Keith Bontrager, pionir u ulozi centra gravitacije [CG] u prilagođavanju bicikla, objašnjava: 'Nije jednostavno pronaći vozačev CG mehaničkim putem.'.
Ali on stavlja CG penjačkog jahača na liniju '2-3cm iza vretena pedale u položaju pedala u devet sati'.
Prema našim sopstvenim (prilično nenaučnim) proračunima, računamo da bi prosečan vozač, koji normalno sedi, imao CG otprilike 58 cm ispred i 120 cm iznad tačke gde zadnji točak dodiruje cestu.
Sada, da bismo odredili tačku u kojoj bi jahač pao unazad, moramo napraviti malu trigonometriju. (Ako ste zainteresovani: ugao nagiba=90 – (Tan-1 (visina CG ÷ zadnji točak do horizontalnog CG).
Iz toga dobijamo odgovor tačke preokreta od 25,8°, ili 48%. Dakle, izvolite, apsolutni najstrmiji nagib je mizernih 48%. Ili je?
Kada ugao postane strm, malo je vjerovatno da ćete sjediti "normalno". Bontrager tvrdi: „Jahač sprečava prevrtanje tako što se naginje naprijed na vrlo strmim usponima. Ovo je uobičajeno za MTB vozače.’
Pa smo preračunali na osnovu toga da je jahač ispružen preko šipki što je više moguće, i pronašli smo novi maksimalni nagib od 41°, ili 86,9%.
Naravno, ako se toliko naginje naprijed na nagibu će ukloniti malo prianjanja sa zadnje gume, što bi moglo uzrokovati da bicikl alarmantno klizi niz padinu. Što nas dovodi do glavnog ograničenja u našoj potrazi za strminom: vuča.
Slip klizi
Da biste se uopšte kretali na biciklu, potrebno vam je trenje da se suprotstavite kretanju gume. Kako se nagib povećava, trenje se smanjuje jer se dvije površine manje intenzivno guraju zajedno. C
hristian Wurmbäck, menadžer proizvoda za Continental, kaže: 'Rekao bih da će prianjanje gume biti prva stvar koja će pokvariti na vrlo strmoj padini.'.
Ali pronalaženje tačne tačke preokreta je teško. Za početak, moramo znati koeficijent trenja za gumu – u suštini koliko je ljepljiva.
To nije lako odrediti, kako Wurmbäck objašnjava: 'Ne možete stvarno reći. Zavisi od površine, da li je mokra ili suva. Ideja da postoji jedan broj koji daje teoretski stisak za sve uslove - on zapravo ne postoji.’
Dakle, iako je stvarnost možda složenija, procjene koeficijenta trenja za čistu gumu na asf altu variraju od 0,3 na mokrom betonu do 0,9.
Proračun profesora Allaina, zasnovan na procijenjenom koeficijentu trenja od 0,8 (koji on opisuje kao 'optimističan') postavlja maksimalni ugao koji bi vuča guma tolerisala na 38,7°, ili oko 80%.
Izgubiti stisak
Na 80% to već čini vuču guma prvom tačkom kvara, ali ovo još uvijek može biti precjenjivanje moguće strmine. Koeficijent od 0,8 se oslanja na ideju gume od potpuno gume, što je rijetko.
Wurmbäck kaže: „Želimo da guma bude čvršća i dugotrajnija nego što bi bila čista guma. Ako imate super krutu gumu, ona se takođe ne lijepi za cestu.’
Štaviše, nagibi veći od 30% često zahtijevaju betonsko popločavanje, a ne asf alt, za koji su procjene koeficijenta trenja s gumom bliže 0,6 kada su u pokretu.
Vraćanjem te brojke u Allainovu jednačinu, vuča može pokvariti pri 60%. To je bez upuštanja u složenost raspodjele težine između točkova s obzirom na radikalnu poziciju za penjanje koju vozač mora zauzeti.
Wurmbäck kaže: 'Postoje načini da se drastično poveća trenje - poput nanošenja ljepila na površinu. Ali praktičnije rečeno, želite toplu gumu i toplu podlogu, po vrućem danu, uz manje napuhavanja guma sa širokim gumama.’
Pored koeficijenta treba uzeti u obzir i površinu koju stvara profil gume. Ali bi nam vjerovatno trebalo još nekoliko stranica da čak i zagrebemo površinu te.
Tako da višestruki, fluktuirajući faktori igraju ulogu u ograničavanju strmine najvrtoglavijeg ciklusnog uspona. Ali ako vam vaša brzina, snaga i radikalno penjanje dozvoljavaju da idete sjeverno od nagiba od 60%, vjerovatno možete očekivati da će vas vaša vuča iznevjeriti svake sekunde.
Osim ako nemate lonac ljepila pri ruci.
