Braccio di potenza della leva e fulcro.....

BAAB

Pignone
7 Novembre 2007
219
15
Oristano
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Bici
Wilier 101 air + Argon 18 E112
Quando ho cambiato bici ho fatto una tabella per confrontare i rapporti delle guarnitu53-39 e compact ed ho scelto quest'ultima perché mi dava lo stesso massimo sviluppo di pedalata ma molti più rapporti in salita. Riguardo ai discorsi di questo Topic bisogna ricordare che l'uomo è più sofisticato di una macchina e quindi i ragionamenti prettamente fisici applicati alle macchine sono molto più complessi per l'uomo entrando in gioco molte più variabili. La sensazione alle prime uscite era quella di andare alla stessa velocità in maniera più facile (effetto placebo o realta?!!) Il punto del compact non è che permette di erogare una maggiore potenza ( per la differenza braccio motore-braccio resistente) che dipende evidentemente dal 'motore' e non dal mezzo che si utilizza ma che probabilmente in certe situazioni permette di risparmiare energie o comunque di salire dove col 53-39 non si salirebbe un po' come il discorso fatto su del bambino che con un maggior braccio riesce ad avvitare il dado. Considerato uno stesso rapporto (all'incirca 53/16 e 50/15) si applica una forza minore (in virtù del minore braccio resistente) ma bisognerebbe vedere se l'effetto positivo di tale minore braccio non sia annullato dalla maggior tensione della catena; se ciò non fosse si avrebbe certo un beneficio perché dalla P=FxV, già citata, a parità di velocità e con F motrice minore si erogherebbe una minore potenza (un risparmio quindi, andando alla stessa velocità). Il discorso degli angoli deleteri per il ginocchio che comportano spostamenti millimetrici, però, penso che decada in quanto allora non si potrebbe usare neanche il 39 rispetto al 53. Per finire penso che il compact sia utile per le salite e, perché no, per la sensazione di maggior facilità che può dare, a prescindere da tutte le considerazioni di natura meccanica.
 

liucguru

Apprendista Scalatore
30 Ottobre 2006
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alle pendici del SERRA
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cannondale, parkpre, cronobike
e... ciò non fosse si avrebbe certo un beneficio perché dalla P=FxV, già citata, a parità di velocità e con F motrice minore si erogherebbe una minore potenza (un risparmio quindi, andando alla stessa velocità).

questo è proprio impossibile.
per esempio. per andare ad una data velocità in pianura, la potenza necessaria è data :
dalla resistenza al rotolamento delle gomme
dalla resistenza aerodinamica (proporzionale al quadrato della velocità e da cx delle bici piu ciclista)
dal rendimento della trasmissione
quindi non si scappa. per andare faccio per dire a 35Km/h col la stessa bici e stesso ciclista, la potenza è quella...e la deve erogare il ciclista, qualsiasi mezzo di trasmissione adotti tra i suoi piedi e la ruota.
l unico modo di poter andare alla stessa velocità erogando meno potenza sono
avere un minor attrito di rotolamento
avere un cx migliore
avere un rendimento della trasmissione migliore (cosa che la compact non ha):mrgreen:
 

lemma

Cronoman
27 Marzo 2007
732
2
Cuneo
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cosi potrebbe essere se un ciclista non riesce s sviluppare piu di una certa forza, ma è capace di mulinare veloce le gambe, potrebbe trarre giovamento dall avere una pedivella piu lunga, proprio in virtu delle sue caratteristiche di epsrimere potenza con una forza bassa ed una cadenza elevata.
che ne dici?o-o

Ma sto ciclista che riesce a mulinare velocemente le gambe, non farebbe prima a cambiare rapporto, rispetto a cambiare pedivella?
 

The_Phantom_Lord

Scalatore
4 Novembre 2007
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175
nella brughiera a sud-ovest di Milano
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monopattino a reazione nucleare
Quando ho cambiato bici ho fatto una tabella per confrontare i rapporti delle guarnitu53-39 e compact ed ho scelto quest'ultima perché mi dava lo stesso massimo sviluppo di pedalata ma molti più rapporti in salita. Riguardo ai discorsi di questo Topic bisogna ricordare che l'uomo è più sofisticato di una macchina e quindi i ragionamenti prettamente fisici applicati alle macchine sono molto più complessi per l'uomo entrando in gioco molte più variabili. La sensazione alle prime uscite era quella di andare alla stessa velocità in maniera più facile (effetto placebo o realta?!!) Il punto del compact non è che permette di erogare una maggiore potenza ( per la differenza braccio motore-braccio resistente) che dipende evidentemente dal 'motore' e non dal mezzo che si utilizza ma che probabilmente in certe situazioni permette di risparmiare energie o comunque di salire dove col 53-39 non si salirebbe un po' come il discorso fatto su del bambino che con un maggior braccio riesce ad avvitare il dado. Considerato uno stesso rapporto (all'incirca 53/16 e 50/15) si applica una forza minore (in virtù del minore braccio resistente) ma bisognerebbe vedere se l'effetto positivo di tale minore braccio non sia annullato dalla maggior tensione della catena; se ciò non fosse si avrebbe certo un beneficio perché dalla P=FxV, già citata, a parità di velocità e con F motrice minore si erogherebbe una minore potenza (un risparmio quindi, andando alla stessa velocità). Il discorso degli angoli deleteri per il ginocchio che comportano spostamenti millimetrici, però, penso che decada in quanto allora non si potrebbe usare neanche il 39 rispetto al 53. Per finire penso che il compact sia utile per le salite e, perché no, per la sensazione di maggior facilità che può dare, a prescindere da tutte le considerazioni di natura meccanica.

Sono d'accordo con te nell'esplicitare l'esigenza di considerare il problema da un punto di vista biomeccanico, purtroppo però non posseggo le conoscenze necessarie per sviluppare approfonditamente questa tematica.

Volendo analizzare il problema da un punto di vista puramente meccanico e non utilizzando considerazioni energetiche posso brevemente elencare alcuni livelli di approssimazione per la tensione di catena coi rapporti 53 x 17 e 50 x 16:
(1) stessa tensione di catena (grezzo e brutale, semplifica i conti e sembrerebbe dare qualche vantaggio..)
(2) tensione inversamente proporzionale al raggio della guarnitura (migliore della precedente, implica un guadagno prestativo nullo ma considera la catena come una fune ideale)
(3) tensione con andamento meno che lineare rispetto all'inverso del raggio della guarnitura (tiene conto delle non idealità della catena, ovvero della curva di deformazione della catena, la trattazione di questo caso richiederebbe però la disponibilità di dati specifici sull'elasticità di una catena a maglie scorrevoli)
(4) tensione con dipendenza dal raggio della guarnitura come al punto 3 e analisi limitata alle componenti longitudinali delle tensioni relative alle due configurazioni in esame (spostando la catena dal 17 al 16 si crea un angolo relativo tra gli assi di lavoro di cui tenere conto)

A questi modelli andrebbe aggiunta l'analisi degli effetti prodotti dall'incremento degli angoli di lavoro tra due maglie consecutive dovuto alla diminuzione del raggio delle guarniture e dell'ingranaggio sul pignone..

Uno studio di questo tipo poco si presta ad una trattazione agevole e chiarificatrice..

E' più semplice una trattazione "per via energetica", eventualmente con le dovute approssimazioni, quale potenza del ciclista costante e via dicendo..


Per quanto riguarda gli angoli di lavoro delle articolazioni si faceva riferimento alla lunghezza delle pedivelle, utilizzando 53, 50, 39 o altro e mantenendo le stesse pedivelle tali angoli ovviamente non cambiano e non provocano alcun disagio.
In realtà questo problema non è di natura meccanica ma biomeccanica, i disagi o i miglioramenti sono soggettivi e legati all'abitudine personale e all'utilizzo di determinate fibre muscolari stimolate o meno dall'utilizzo di un sistema diverso.
Cambiare lunghezza di pedivelle di 5mm comporta semplicemente una pedalata diversa da quella cui siamo soliti e dunque, a seconda delle nostre caratteristiche e della nostra capacità di adattamento, ci darà una sensazione migliore o peggiore.
Personalmente ho provato pedivelle da 170mm a 177.5mm, adesso utilizzo quelle da 172.5mm. Con quelle da 177.5mm avvertivo un fastidio al tendine rotuleo.
 

o.simo

Moderatore corsaiolo
24 Settembre 2007
6.499
176
Lucca
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Bici
Rose XEON CRS
io studio fisica teorica, ma in questo caso mi piego agli sperimentali, secondo me è un campo in cui valgono più eventuali test che ragionamenti magari giusti ma sicuramente parziali, anche perchè secondo me eventuali svantaggi/vantaggi sono di ordine quasi trascurabile, sicuramente meno del per cento
 

The_Phantom_Lord

Scalatore
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io studio fisica teorica, ma in questo caso mi piego agli sperimentali, secondo me è un campo in cui valgono più eventuali test che ragionamenti magari giusti ma sicuramente parziali, anche perchè secondo me eventuali svantaggi/vantaggi sono di ordine quasi trascurabile, sicuramente meno del per cento

sono d'accordo, non potendo però effettuare delle misure affidabili si può solo ragionare qualitativamente per farsi un'idea se effettivamente valga la pena di approfondire la questione o se utilizzare diversamente le proprie risorse.

In questo senso credo che nessuna casa produttrice di componenti sia alla ricerca di una catena il più ideale possibile o di una guarnitura col miglior braccio di potenza possibile. Sembra invece che si punti molto a ridurre gli attriti (cuscinetti in ceramica e altro) e a lavorare sulla riduzione delle dispersioni (torsioni, dilatazioni..)

o-o
 

o.simo

Moderatore corsaiolo
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sono d'accordo, penso anche io che queste siano le direzioni verso cui conviene dirigere la ricerca, in particolare la riduzione delle dispersioni, forse la prima è un pò troppo di carattere commerciale più come scientifico, com la compact (questo non vuol dire che non ci siano possibili vantaggi soggettivi)
 

Lanerossi

Maglia Iridata
22 Settembre 2004
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Recoaro Terme (VI)
lanerossi.altervista.org
Considerato uno stesso rapporto (all'incirca 53/16 e 50/15) si applica una forza minore (in virtù del minore braccio resistente) ma bisognerebbe vedere se l'effetto positivo di tale minore braccio non sia annullato dalla maggior tensione della catena; se ciò non fosse si avrebbe certo un beneficio perché dalla P=FxV, già citata, a parità di velocità e con F motrice minore si erogherebbe una minore potenza (un risparmio quindi, andando alla stessa velocità).

La tensione della catena credo sia del tutto ininfluente.
Non capisco tutti questi discorsi sul braccio ecc. Non capite proprio che in una trasmissione con corona e pignone il diametro degli ingranaggi è, entro in limiti per i quali si possono trascurare le variazioni di attrito, totalmente ininfluente?
 

o.simo

Moderatore corsaiolo
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La tensione della catena credo sia del tutto ininfluente.
Non capisco tutti questi discorsi sul braccio ecc. Non capite proprio che in una trasmissione con corona e pignone il diametro degli ingranaggi è, entro in limiti per i quali si possono trascurare le variazioni di attrito, totalmente ininfluente?
:mrgreen:che ci vuoi fare..:mrgreen:
 

liucguru

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Sono d'accordo con te nell'esplicitare l'esigenza di considerare il problema da un punto di vista biomeccanico, purtroppo però non posseggo le conoscenze necessarie per sviluppare approfonditamente questa tematica.

Volendo analizzare il problema da un punto di vista puramente meccanico e non utilizzando considerazioni energetiche posso brevemente elencare alcuni livelli di approssimazione per la tensione di catena coi rapporti 53 x 17 e 50 x 16:
(1) stessa tensione di catena (grezzo e brutale, semplifica i conti e sembrerebbe dare qualche vantaggio..)
(2) tensione inversamente proporzionale al raggio della guarnitura (migliore della precedente, implica un guadagno prestativo nullo ma considera la catena come una fune ideale)
(3) tensione con andamento meno che lineare rispetto all'inverso del raggio della guarnitura (tiene conto delle non idealità della catena, ovvero della curva di deformazione della catena, la trattazione di questo caso richiederebbe però la disponibilità di dati specifici sull'elasticità di una catena a maglie scorrevoli)
(4) tensione con dipendenza dal raggio della guarnitura come al punto 3 e analisi limitata alle componenti longitudinali delle tensioni relative alle due configurazioni in esame (spostando la catena dal 17 al 16 si crea un angolo relativo tra gli assi di lavoro di cui tenere conto)

A questi modelli andrebbe aggiunta l'analisi degli effetti prodotti dall'incremento degli angoli di lavoro tra due maglie consecutive dovuto alla diminuzione del raggio delle guarniture e dell'ingranaggio sul pignone..

Uno studio di questo tipo poco si presta ad una trattazione agevole e chiarificatrice..

E' più semplice una trattazione "per via energetica", eventualmente con le dovute approssimazioni, quale potenza del ciclista costante e via dicendo..


Per quanto riguarda gli angoli di lavoro delle articolazioni si faceva riferimento alla lunghezza delle pedivelle, utilizzando 53, 50, 39 o altro e mantenendo le stesse pedivelle tali angoli ovviamente non cambiano e non provocano alcun disagio.
In realtà questo problema non è di natura meccanica ma biomeccanica, i disagi o i miglioramenti sono soggettivi e legati all'abitudine personale e all'utilizzo di determinate fibre muscolari stimolate o meno dall'utilizzo di un sistema diverso.
Cambiare lunghezza di pedivelle di 5mm comporta semplicemente una pedalata diversa da quella cui siamo soliti e dunque, a seconda delle nostre caratteristiche e della nostra capacità di adattamento, ci darà una sensazione migliore o peggiore.
Personalmente ho provato pedivelle da 170mm a 177.5mm, adesso utilizzo quelle da 172.5mm. Con quelle da 177.5mm avvertivo un fastidio al tendine rotuleo.

secondo me il discorso da fare è piu semplice.
prendiamo in esame i due rapporti da te citati
i due rapporti sono identici e permettolo lo stesso sviluppo metrico per pedalata.quindi un ciclista che eroga una certa potenza, andando ad una data velocità ha la stessa cadenza in entrambi i casi.
solo che nel caso di rapporto della compact 50 16, la tensione della catena è maggiore del rapporto della ceassica 53 17. infatti prendendo un ciclista che eroga una data potenza, nel caso della compact, la potenza assorbita è pari al numero di giri della pedivella (uguali in entrambi i casi perche il rapporto è lo stesso) per il momento resistente (anch esso uguale in entrambi i casi visto che va alla stessa velocità). quindi la tensione della catena della compact è maggiore perche ha un braccio minore rispetto alla classica.
detto questo secondo me si presentano 2 svantaggi in termini di rendimento della compact:
come gia detto, l attrito tra le maglie è peggiore tanto piu piccoli sono gli ingranaggi dove essa deve arrotolarsi.
e mi vien da pensare che maggiore è la tensione della catena maggiore sarà la coppia resistente necessaria a far girare relativamente le maglie tra loro (un po come succede con la classica forza di attrito radente che è proporzionale alla forza normale e a coefficiente di attrito).
 

Elwood

Pignone
24 Ottobre 2007
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Garda Lake
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CUT
detto questo secondo me si presentano 2 svantaggi in termini di rendimento della compact:
come gia detto, l attrito tra le maglie è peggiore tanto piu piccoli sono gli ingranaggi dove essa deve arrotolarsi.
e mi vien da pensare che maggiore è la tensione della catena maggiore sarà la coppia resistente necessaria a far girare relativamente le maglie tra loro (un po come succede con la classica forza di attrito radente che è proporzionale alla forza normale e a coefficiente di attrito).
Bravo. Di la verità: hai il manuale di meccanica applicata di fianco al monitor..whisp

Capitolo sugli organi flessibili:

In definitiva il lavoro perduto per attrito fra le maglie di una catena vale:

Lp=(P+Q)*f*d/2*phi
P e Q = i tiri catena
f=coeff. attrito
d=diam. perno accoppiamento maglie
phi= rotazione relativa fra le maglie

Ovviamente la rotazione relativa è maggiore quando la catena si avvolge su corone piccole...

Ciao
 

liucguru

Apprendista Scalatore
30 Ottobre 2006
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Bravo. Di la verità: hai il manuale di meccanica applicata di fianco al monitor..whisp

Capitolo sugli organi flessibili:

P e Q = i tiri catena
f=coeff. attrito
d=diam. perno accoppiamento maglie
phi= rotazione relativa fra le maglie

Ovviamente la rotazione relativa è maggiore quando la catena si avvolge su corone piccole...

Ciao

mi fa piacere di averci "preso". ma ti assicuro che non ho nessun libro o manuale di meccanica applicata. è un esame che ho dato piu di 4 anni fa, ma lo studiai bene e mi fa paicere che perderci parecchio tempo sopre è servito.
sul fatto che minore è il diametro delle puleggie su cui si avvolge la catena, maggiore è l attrito,mi sono ricordato di averlo letto.
sul fatto che maggiore è la tensione della catena e maggiore saranno le pedite per attrito di strisciamento relativo tra le maglie, ho usato un po di intuito "ingegneresco":mrgreen: