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La importancia de unas ruedas ligeras

Tema en 'Bicis Ligeras' iniciado por Marcon, 8 Nov 2006.

  1. Marcon

    Marcon Mario

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    ¿Cuál es la verdadera importancia de la ligereza en las ruedas?

    A partir de mis conocimientos en física, nivel medio, voy a intentar dar una aproximación a la verdadera importancia que tienen unas ruedas ligeras.

    Es común, hablar de la especial importancia que tiene bajar unos gramos en las ruedas por encima de cualquier otro componente de nuestras bicis. Pero, la gente sabe ¿por qué? (la mayoría supongo que sí, claro, porque giran) y ¿cuánta gente sabe a qué equivale esta diferencia?, seguro que algunos menos.

    Un cálculo bueno es muy complicado, por lo que me conformo con una aproximación.

    Ec rot=1/2 I w^2 (energía cinética de rotación)

    Ec tra=1/2 m v^2 (energía cinética de traslación, por llamarla de alguna manera)

    I=momento de inercia (I=m R^2, m=masa, R=distancia de la masa respecto al eje de giro)
    w=velocidad angular
    v=velocidad

    Ahora, cogemos un conjunto de llanta, cubierta y cámara (sin contar radios y bujes), que pese por ejemplo 1Kg y cojemos para R un valor de 31cm (calcular R es lo realmente complicado, pero creo que este puede servir como aproximación) y una velocidad, por ejemplo, de 30Km/h.

    Entonces, hacemos los cálculos y vemos que la energía de la rueda será de 66 Julios, de los cuales 34'7 J se deben a la traslación y 31'3 a la rotación.

    Es decir, las ruedas practicamente duplican su peso a efectos prácticos. Por cierto, la relación Ec rot/Ec tra, sólo depende del valor de R y del perímetro de la cubierta.

    Si interesa se pueden perfeccionar los cálculos, incluir radios y buje y hacer lo mismo con pedales y bielas. Aunque esto requeriría cálculos bastante más largos y complicados (integrales y tal). Se agradecerán sugerencias y correcciones.

    Un saludo.

    PD: La importancia del peso de las ruedas se centra en los elementos más externos, con más radio de giro. Es menor la importancia del peso de los bujes que el de las llantas.
     
  2. braojos

    braojos acika´pa´rriba

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    lo que has hecho es muy interesante, pero yo no entiendo de estos calculos.
    aunque creo que si entiendo lo que dices

    pd. me gusta la imagen del avatar

    saludos
     
  3. El Bule

    El Bule REDRUM

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    Interesante, gracias por una explicacion mas "pofesiona" del asunto.

    Por cierto a mi tambien me encanta Pearl Jam
     
  4. El Bule

    El Bule REDRUM

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    Interesante, gracias por una explicacion mas "pofesiona" del asunto.

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  5. krystian xtc

    krystian xtc lightbike-magazine.es

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    exactamente, la mayor importancia en una bicicleta son las ruedas, pero más que las ruedas, las cubiertas, la parte externa. la banda de rodadura a la hora de montar va aser la parte más notable en la conducción, así partiendo hacia el centro (llanta, radios) es lo que va debajo y lo que controlamos. supongo que despues de eso iría la horquilla... medio quilo en la parte delantera de la bicicleta afecta mucho a su comportamiento, y luego ya el cuadro, que es el que se arratra a donde le llevemos (más facilmente cuando más ligero)

    saludos.
     
  6. Marcon

    Marcon Mario

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    Quería sobre todo cuantificar la diferencia que existeentre bajar de peso las ruedas (principalmente cubiertas, cámaras y llantas) y hacerlo por ejemplo con el cuadro. Como creo que no ha quedado muy clara la explicación diré que como conclusión se puede sacar que rebajar 100g ruedas = rebajar 190g cuadro, no así a la hora de pegar un salto con la bici o de meterla en el ascensor, donde 100g son 100g y 190g 190g.
    Y de paso reivindicar la importancia de bajar peso a las cubiertas y a las cámaras, porque nos gastamos mucho dinero en comprar una tija 30g más ligera y seguimos por ahí con nuestras cámaras de 150g.

    Los mismos cálculos para los pedales son muy sencillos y se consigue una buena aproximación.

    Para unos pedales de 350g, con unas bielas de 175mm, una cadencia de 90 pedaladas/minuto y una velocidad de 30Km/h.

    Ec rot=0'48 Julios

    Ec tra=12'15 Julios

    La energía consumida en la rotación de los pedales es muy pequeña en comparación con las ruedas. Pero bueno, algo es algo.

    Y si la velocidad es de 15Km/h y la cadencia de 70 pedaladas/minuto.

    Ec rot=0'29 Julios

    Ec tra=3'04 Julios

    Un saludo.
     
  7. tubeglower

    tubeglower I've got my mojo working.

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    Perfecto, bien explicado...:aplauso4

    Añado un ejemplo por todos conocido que puede ayudar a los de "letras":

    Tod@s habreis visto alguna vez patinaje artistico, pues bien, cuando la patinadora empieza a dar vueltas sobre si misma, observad que siempre adquiere la maxima velocidad con los brazos encogidos y pegados al tronco, entonces, si decide disminuir la velocidad, extiende sus brazos... (y viceversa)

    Es decir, masa concentrada en el eje de giro, mayor velocidad (brazos al tronco), masa alejada del eje de giro, menor velocidad (brazos extendidos).
    Siempre considerando energia constante, suministrada por los movimientos de las piernas.

    De hecho si probais a girar sobre vosotros mismos con los brazos extendidos o pegados al tronco notareis la diferencia...:dance
     
  8. braojos

    braojos acika´pa´rriba

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    una pregunta tonta, en este aspecto que es mejor tubelees o camara

    y que cubiertas recomendais

    yo es que acabo de combrar las crosmax xl y no se con que montarlas, por cierto estas ruedas estan bastante bien no¿?

    saludos
     
  9. solarin

    solarin Miembro activo

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    el tubeless no mejora la situarión, cubieras pesan más y añade el latex esto supera el peso de la camara.
     
  10. murka

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    Marcon, en el primer mensaje, en el que dices lo de las ruedas, la energía de rotación es la misma qeu al traslación por lo que es exactamente el doble, duplican su peso si eso es cierto.
    Esto es ya que v=WR por lo que las dos fórmulas són iguales ya que la velocidad angular de las ruedas se relaciona con la de traslación de la bici:

    En. cinética de rotación= 1/2 MR^2 W^2 (caso rueda) donde W=v/R por lo que W^2=v^2/R^2 y si sustituyes en la inicial, los radios se simplifican y te queda v^2 como en la de traslación.
    Te habrá salido diferente por los decimales pero te he demostrado que es la misma.

    Saludos.
     
  11. braojos

    braojos acika´pa´rriba

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    y pensando... en que rueda es mas importante el peso, en la delantera o en la trasera¿?
     
  12. braojos

    braojos acika´pa´rriba

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    braojos acika´pa´rriba

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    perdon, es que se cuelga y no sabe uno que hacer, y mira que he esperado tiempo pero cmo no salia....

    en fin
     
  14. braojos

    braojos acika´pa´rriba

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    braojos acika´pa´rriba

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  16. Marcon

    Marcon Mario

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    Hola Murka, gracias por la aportación. La verdad es que no sería la primera vez que me equivoco, pero creo que este no es el caso.

    Tú utilizas R como el radio de la rueda, pero yo no. Para calcular el momento de inercia de un objeto continuo se utiliza la fórmula I = S r^2 dm (léase la S como el símbolo de integral), evidentemente esto es complejísimo, por eso utilizo I = MR^2 donde M es la masa y R lo saco a la cuenta de la vieja, dándole un valor más o menos intermedio entre la distancia del eje de la rueda al principio de la llanta y al final de la cubierta, cogí 31cm, cuando el radio de la rueda eran unos 33cm. Por eso no salen iguales.
    Mi objetivo no era dar un valor exacto, sino simplemente orientativo.


    A Braojos decirle que en cuanto a peso cubiertas con cámara y tubeless son similares, donde se ganan unos gramos es con el sin cámaras. Per claro, hay que ser un poco manitas y se necesita un compresor.
    Y en cuanto a lo de la rueda delantera o trasera (que ya veo que fué un parto difícil), pues te tengo que hablar de oídas, al parecer para controlar mejor la bicicleta es especialmente importante la ligereza en el eje delantero.

    Un saludo.
     
  17. Marcon

    Marcon Mario

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    Por cierto braojos, si ves que después de mandar un mensaje el ordenador parece no reaccionar, creo que lo mejor es cerrar el navegador para volverlo a abrir inmediatamente después. Si vuelves a entrar en la página de foromtb verás que tu mensaje no se ha perdido¡ (creo que no sucede lo mismo al editar un mensaje). Así te puedes ahorrar muchos minutos de interminable espera.
     
  18. braojos

    braojos acika´pa´rriba

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    gracias, reconozco mi torpeza, no se me habia ocurrido cerrar.

    y gracias por las respuestas
     
  19. hurakan ambulante

    hurakan ambulante Vindolas venir...

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    muy interesante...que estaria haciendo yo, cuando el profesor de matematicas y el de fisica estaban explicando esto en BUP???
     
  20. MISTER

    MISTER ETERNO APRENDIZ

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    **** Como Os Comeis La Poza.
    Que Pasaria Si Metieramos Las Ruedas Enteras En Un Acelerador De Particulas???????
     

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