Środek masy
Środek masy to jedno z pojęć którym rzuca się na lewo i prawo podczas rozmów o geometrii roweru – zwłaszcza roweru górskiego. Czasami, zamiast środka masy, operuje się pojęciem środka ciężkości, jest to tylko inna nazwa dla tego samego zjawiska.
Kanoniczna definicja środka masy wygląda tak: http://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%9Arodek_masy
Zaś zdroworozsądkowa, to taka:
Środek masy, to punkt w przestrzeni wokół którego dane ciało będzie się obracać jeżeli będzie zawieszony w przestrzeni bez innych ciał ograniczających jego ruch.
Z życia zaś – przy wybiciu z hopki, czy podczas zaliczania tzw 'dropa', kiedy rower jest w powietrzu, to wszelakie ruchy będą powodować obroty elementów roweru wokół środka masy. Czyli, jeżeli tyłek wystawimy na lewo, to ekwiwalent masy musi przesunąć się w prawo ( zgodnie z III zasadą dynamiki ) a przez środek ciężkości będzie przechodzić oś obrotu.
Jeżeli rower przy wybiciu otrzymał jakiś moment obrotowy, to będzie się obracać wokół swojego środka ciężkości w płaszczyźnie działania momentu w momencie wybicia.
W przypadku lotu na rowerze środek ciężkości, przy znajomości prędkości roweru w momencie wybicia oraz kąta nachylenia tegoż oraz znając środek ciężkości roweru zasięg skoku sprowadza się do prostej fizyki.
Środek masy w rowerze zależy oczywiście od pozycji na rowerze, ale wystarczy przyjrzeć się dowolnym filmikom gdzie wykonuje się triki pokroju backflipa, aby zlokalizować go mniej więcej na wysokości pępka, nieco przed rowerzystą, co zresztą jest logiczne, gdyż rowerzysta stanowi gros masy roweru.
Pozycja środka masy, w relacji do innych elementów roweru, posiada także daleko idące konsekwencje w zachowaniu roweru podczas jazdy.
- im środek masy jest bliżej gruntu, tym łatwiej zmusić rower do zmiany kierunku ruchu oraz mniejsza jest skłonność do wylotu przez kierownicę na zjeździe oraz robienia 'wheelie' na podjeździe
- im środek masy jest wyżej, tym łatwiej utrzymać na rowerze równowagę – o czym zresztą może zaświadczyć każdy kto jeździł na bardzo niskim rowerze poziomym :). Niestety przychodzi to kosztem większej skłonności do wywrotek przez kierownicę na zjeździe i wheelie na podjeździe.
- im bliżej przedniego koła, tym rower jest stabilniejszy na podjeździe
- im im bliżej tylnego koła, tym rower stabilniejszy na zjeździe.
Ilustruje to następujący rysunek:
Czerwonie linie pokazują pewne 'referencyjne' położenie środka cmasy. Geometria pokazuje, iż przy nachyleniu ok 44 stopni rowerzysta przeleci przez kierownicę przy zjeździe. Podobnie na podjeździe nachylenie 34 stopni spowoduje wykonanie wheelie.
Na żółto zaznaczono te same wartości dla środka masy przesuniętego 10cm do góry, na zielono to samo, ale środek masy został przesunięty 10cm do przodu, zaś na niebiesko środek masy jest o 10cm przesunięty do tyłu.
Warto tutaj zauważyć, że dokonałem pewnego uproszczenia, gdyż kąty są pokazane względem osi piast bez wzięcia pod uwagę średnicy koła. Jest to o tyle prawidłowe, że pokazuje odpowiednią zasadę, niekoniecznie wartości.
Tak samo trzeba zaznaczyć, iż środek masy 'pływa' gdyż rower jest w ciągłym ruchu. Zawieszenie pracuje, nogi kolarza tak samo, więc i środek ciężkości przesuwa się odpowiednio.
Przy rozważaniu środka masy warto zauważyć, jak już zresztą to uczyniłem, iż większość masy roweru jest skupiona na rowerzyście. W zależności od osoby i roweru będzie to pomiędzy 60 a 90%. Co więcej, większość masy roweru jest w miarę stała w swoim położeniu i to bez względu na model ramy. To wprost może nam dać sygnał, iż wszelakie teksty marketingowe o obniżeniu środka ciężkości poprzez np. umieszczenie dampera, czy kilku rurek niżej są... przejaskrawione. Oczywiście położenie dampera o 5cm niżej obniży środek masy. Ale gdzieś tak o 1mm, więc bez większego wpływu na dynamikę roweru.
Największy wpływ konstrukcji ramy na środek masy posiada oczywiście wysokość suportu, im niżej, tym niżej rowerzysta, a więc i większość masy służbowej :)
