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單車輪組慣性大小的正確觀念-轉動慣量


kevinw1125 wrote:
這篇文章有講到一點...(恕刪)

這個敘述有問題吧!
肯定你覺得高框比較輕鬆這點,因為我也這麼覺得
但你提出來比較的這兩組輪組不只在轉動慣量上有所不同
兩者在風阻上也有所不同
變因不只一個啊!不能直接把省力歸功給轉動慣量
這樣空力會生77
也是有因為高框的空力優勢彌補了作為缺點的高轉動慣量的可能性


ms06j wrote:


這個敘述有問題吧...(恕刪)

我自己是覺得以我自己的均速不需要討論空力
如果今天我均速有35km/h再來討論可能比較有意義
正好利用這篇討論..請教各位前輩...
小弟肉腳...也就是前面提到無法穩定輸出的那一型...爬8%以上的坡基本上是沒有迴轉速可言的...
小的疑惑是...以爬坡來說..假設相同重量的輪組..一是爬坡低鋁框...另一個是高框碳纖框...50高的碳框跟22的鋁框差不多框重...
但是爬坡的踩踏很明顯高碳框還是比較吃力...
再看一個Campy neutron ultra的例子...說他是一級爬坡輪吧..可是他重達1620g...框體重量據說也高達460g...可是實際踩起來卻沒有過多的沉重感...驅動效能還是相當的不錯...不知道該如何解釋這些現象呢??還望前輩們解惑..感謝~~
willy20507 wrote:
正好利用這篇討論.....(恕刪)

踩的累不見得慢,踩的輕鬆不見的快
體感不適合當衡量標準
用功率計來看比較客觀
你是在討論慣性
還是在討論加減速 ?
如果在多彎路段, 經常要加減速, 沒有人會用慣性高的輪組的.

而且目前 50mm 高的碳纖維框體,
只重 500g 左右, 38mm 高的約 450g
加上普通 25c 輪胎 250g 左右
和以前金屬框年代比較,
根本已沒有什麼 "慣性"


Evo1ution wrote:
'慣性大減速慢代表...(恕刪)
單車輪子在單車騎行過程中包含平移與轉動兩個特性
平移適用牛頓第一運動定律 F=MA 所以加速越快需要越大的力量踩踏,單車動力來源就是踩踏的力量
但是... 實際在運作過程包含3個力矩,踏桿、變速齒比與輪框尺寸(先不考慮能量傳輸耗損,因為那是用錢疊出來的爽度)
為什麼這麼說呢
力量先透過踏板轉成力矩,這個力矩再透過變速五通大盤傳送到後輪軸心的飛輪,輪子的力矩是什麼?? 因為是對地面輸出力量所以飛輪對輪框尺寸也是力矩,最後在輪胎與地面接觸點轉回力量,因此一開始是由腳對踏板施力最後再轉為輪胎對地面施力。
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轉動慣量是啥? 想成維持轉動運動的慣性就對了,慣性是維持移動運動的
轉動慣量能幹嘛?能讓輪子維持轉動速度的一個物理值,公式就不廢話了
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剛剛說的是主動的力,再來說到騎車會遇到被動的力,有那些呢
主要就是空氣阻力、磨擦力
TT車設計最主要重點就是在空氣動力學,降低多少瓦的空氣阻力
不打滑煞車跟加減速遇到的就是摩擦力耗損也就是靜摩擦力,定速就是讓輪子輸出固定摩擦力,輪胎的好壞就是取決在能提供最大靜摩擦力有多少,便宜的胎容易打滑,所以加減速不能過快 F=MA 當力量過大打滑會怎樣.....冰上用一般胎開車的狀況,根本開不快
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騎車踩踏出力跟轉動慣量、慣性到底有啥關係?
回到能量守恆來看
踩踏輸出的能量用到哪去了?
1. 讓單車與騎士前進 ==> 平移所需能量
2. 讓輪胎轉動 ==> 轉動所需能量
3. BB、飛輪、大盤與傳動耗損所需的能量先不做討論,但是這些真的就是會吃掉一些能量(這需要錢解決)
所以當固定功率輸出時,
轉動慣量大的輪組要"加減速",相對於轉動慣量小的輪組其實是需要較多的能量來運作的,所以用在實際車速增加是較少的
轉動慣量大的輪組要"維持定速",相對於轉動慣量小的輪組其實是需要較少的能量來運作的,所以用在實際車速增加是較多的
所以三鐵車適合轉動慣量大,這樣可以保持穩定輸出,較不容易疲累,感覺就像是踩飛輪車感覺
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板輪框高基本上最主要用途是空氣動力學,或許會有一些慣量上的差異,但是差異就因人與車而毅了
但老實說,上坡要能讓空氣動力學能發揮一定程度作用,那FTP 也不是200 以下會有感的,畢竟以單車來說時速20KM/Hr 以上空氣動力學才有一定的效果,上坡主要的能量耗損還多了克服重力往上爬升與車架變形的耗損
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所以上坡車重量就很重要,因為要直接克服重力的能量是持續的能量需求,三鐵車比上坡車多個1公斤難道就騎不快? 絕對不是,但是三鐵車要上坡肯定是比較吃虧。
至於輪組剛性重要性就跟車架剛性重要性一樣,任何變形都是能量耗損,這又是另一門學問了

Evo1ution wrote:
輪組'慣性'的正確...(恕刪)

比較想知道你騎過哪些輪組?騎乘踩踏的感覺差異?

Evo1ution wrote:
許多車友間在討論輪...(恕刪)


其實大家好像都忽略了一個很重要的點

越重的加速度慢 但是在相同速度下會滑的越遠

所以輪組 真的是看路線地形
攝影愛好者 wrote:
其實大家好像都忽略了一個很重要的點
越重的加速度慢 但是在相同速度下會滑的越遠
所以輪組 真的是看路線地形

這點前面有說過了
越重滑得越遠,那是你前面輸入的功率在釋放而已
因為越重需要輸入的功就越多,耗損比例也因此越多
這方面就已經吃大虧了

減速慢也並不完全是好處,在賽場上甚至是導致落敗的致命傷

Bala12345 wrote:
單車輪子在單車騎行...(恕刪)

在等速運動時
轉動慣量大的輪組並不會較慣量小的輪組省力
單純看輪組的轉動,能量E=1/2i *w^2
i為轉動慣量(常數) w為轉速(打不出來omega =_=)
對時間做一次微分,得到dE /dt=w*dw/dt
因為是等速情況,w時變率都為0
所以dE/dt=0
因此兩輪組並不會因為轉動慣量而有能量消耗上的不同
我上面也說過,等速時消耗騎士產生的能量的就是
風阻+滾動阻力+各種機械上消耗
在等速情況下,轉動慣量根本不影響需要的功率
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