Bár ekkora méretben szerintem ez nem olyan nagy differencia.

Ekkora méretben ez nem differencia.

Gondolom itt is hasonló elveken alapul, mint a kerékpárnál. Messzebb van a forgástengelytől a felni és a gumi, valamint a nagyobb átmérő miatti súlytöbblet mind több erőt kíván a meghajtáshoz.

Ha érdekel

Egyszerű számpéldával, sok közelítéssel, de a fizikai mondanivalót a legkisebb mértékben sem kompromittálva:

Legyen egy (nem súlycentrikus) fatbike tömege
M= 16Kg.
Ebből a két kerék tömege legyen:
m1 = 3Kg, m2= 3Kg,
minden más: m = 10Kg.
bicajos tömege: m0=75Kg
Tehát a teljes tömeg: m0+ M (=91Kg)
Legyen a bicajos maximális teljesítménye (10sec gyorsítási intervallumra)
ideális csapásmennyiség esetén: 400W (jó fizikumú nemsportoló)

Tételezzük fel, hogy a kerekek teljes tömege a felni+gumi párosból tevődik össze és ez a tömeg a kerék legkülső részén van. Ez traktorgumis kerékpár esetén egy viszonylag jó közelítés.

Nah oké. Szerintem ezek reális feltételezések. Számoljunk.

1,
kerék-szögsebesség és bicaj sebesség kapcsolata:
V = ω * R

2,
Egyetlen kerék tehetetlenségi nyomatéka: θ = m*R^2
A két kerék esetén: θ = (m1+m2)*R^2

3,
Írjuk fel a mozgási energiára az egyenletet:
E = 1/2 * (m0+ m+m1+m2)* V^2 + 1/2* θ* ω^2

Az első komponens a teljes tömeg haladó mozgása a második a kerekek forgó mozgása.
Helyettesítsük be a második komponensbe az 1,-2, egyenleteket hogy kiüssük θ-t és ω-t:

E = [1/2 * (m0+ m+m1+m2)* V^2 ] + 1/2 * (m1+m2) *R^2 * V^2 / R^2

tovább:

E = [1/2 * (m0+ m+m1+m2)* V^2 ] + 1/2* (m1+m2) * V^2
ne feledjük: m1+m2 a két kerék együttes tömege

Megállapítások:
1, HOPPÁ!!! Kiesett a kerék sugara!!
2, A második komponenst (ami a forgó mozgás volt). Sikerült csak a kerekek tömegével és a haladási sebességgel kifejezni
3, A Fatbike kereke pont annyi energiát tárol a forgó mozgásában mint a haladó mozgásban
4, a kerék tehetetlenségi nyomatéka -kizárólag gyorsításkor és lassításkor illetve kanyarban- plusz effektív tömegként jelentkezik.

Fordítsuk le magyarra a dolgot:
megállapítás:
A Gyorsítás-lassítás energetikai szempontjából teljesen mindegy hogy 24-28-29-32 vagy éppen hány col a kerék sugara. Egyedül a tömege számít. Értelemszerűen kisebb kereket könnyebbre lehet csinálni mint egy nagyobb kereket, de azonos kerék-tömeg és azonos bicajtömeg esetén pontosan ugyanúgy gyorsul a 20"-os mutatványos kerék mint a 26"-os monti vagy a 32"-os óriáskerékű bicaj. A kerékméret nem számít.

és ennek az oka:
Azonos tömeg esetén a nagyobb sugarú keréknek hiába nagyobb a tehetetlenségi nyomatéka és hiába kellene több nyomaték azonos szöggyorsulás eléréséhez, a nagyobb sugár miatt a nagyobb kerék mindig alacsonyabb szögsebességgel fog forogni, illetve gyorsuláskor alacsonyabb lesz a szöggyorsulása mint a kisebb keréknek. Az alacsonyabb szögsebesség/szöggyorsulás pont kompenzálja a nagyobb tehetetlenségi nyomatékot.

És mégegyszerűbben:
GYorsítás-lassításnál a bicajkerék tömege duplán számít. Ha a súlyeloszlás inkább rolleres lenne (homogénebb) akkor nem duplán csak kb másfélszeresen számítana

4,
Nézzük meg mennyi az annyi. Számoljuk ki, hogy a bicajos mekkora pillanatnyi gyorsulásra képes a fenti paraméterek esetén, feltételezve, hogy már rendelkezik 5m/s haladási sebességgel.

Egyszerű energetikai képlet a pillanatnyi teljesítmény-tömeg-gyorsulás-sebesség viszonyára (minden pillanatnyi, tehát ez egy pillanatnyi helyzetfelvétel) egyenesvonalú gyorsulást feltételezve:

a = P / (m*V) = 400W / (91Kg + m1+m2 ) / 5m/s = 0,825m/s^2

Nézzük meg, mennyi lenne a bicajos gyorsulása ugyanilyen feltételek mellett, de a fatbike kerekeit a 2x 3Kg-ról 2x1.5Kg-ra cserélve:

a = 400W / (75+(bicaj: 10+2*1,5)+ (kerekek mégegyszer: 1,5+1,5) ) / 5m/s = 0,88m/s^2

6,5%-ot nyert gyorsulásban a könnyebb kerekekkel.

[ Szerkesztve ]