Všichni jsme bojovali se svahy o 20 %, 25 %, dokonce 30 %. Ale jak strmá by musela být silnice, než by se na ni nedalo na kole sjíždět?
Je to zvláštní věc – naše honba za strmostí. Je běžné slýchat jezdce, jak se chlubí dobytím alpských sesků, které neúnavně jezdí do nebe se sklonem 20 % na několika kilometrech nebo špičkami až 40 % ve středu vlásenky.
Ale když si uvědomíme, že 100% sklon znamená pouze sklon 45° – metr svislý na metr vodorovný – jistě by nebylo nemožné jet na strmosti blížící se 100 %. Že by?
Rozhodli jsme se vyhledat odborníky, abychom to zjistili.
Nejdřív. Když říkáme ‚nejstrmější sklon‘, nemluvíme o těch šílených špičkách strmosti silnice nebo o svislé plošině u-rampa.
Můžeme uvažovat pouze o trvalém stoupání, které se silniční cyklista může pokusit jet po přiměřeně dlouhou dobu.
Zvláštní je, že síla není omezujícím faktorem při zdolávání těch nejstrmějších stoupání, říká Rhett Allain, profesor fyziky na Southeastern Louisiana University a dlouholetý blogger pro časopis Wired.
‘Pokud se nestaráte o rychlost, můžete jet do jakéhokoli svahu s velmi malou silou, pokud je dostatečné tření,‘říká.
‘Pokud použijete dostatek kladek, můžete například získat malé malé motory, které zvednou velmi těžký náklad.‘
Pokud dokážete na svém kole vytvořit správný převodový poměr, pak i s nepatrným výkonem můžete stoupat jakýmkoliv sklonem – teoreticky.
Realita je jiná. Převodový poměr, který vám umožnil šplhat do šíleně strmých svahů, by vyžadoval, abyste šíleně točili nohama a přitom se jen plížili vpřed. Brzy byste se převrátili.
Allain udává minimální rychlost, kterou byste chtěli zvládnout stoupání, jako rychlost chůze nebo přibližně dva metry za sekundu. Podle svých výpočtů (které jsou trochu příliš spletité na to, abychom je zde mohli diskutovat) uvádí maximální sklon pro výkon 422 wattů při rychlosti 2 m/s (4,5 mph) jako 40 %.
Takže 40 % může být tam, kde lidská síla najde svou shodu ve sklonu – za ním můžete také chodit. Ale pro ty z nás, kteří se méně zajímají o praktičnost a více se zajímáme o to, abychom dokázali, že nás nemůže porazit stoupání, musí být možné vyšplhat na sklon větší než 40 %, pokud jsme připraveni jít dostatečně pomalu.
Chceme vědět, v jakém úhlu nám fyzikální zákony zabrání ve stoupání bez ohledu na náš výkon nebo převodový poměr.
Vyrovnávání priorit
Kdybychom jeli do kopce, který je stále strmější, musí nastat bod, kdy bychom se jednoduše převrátili dozadu.
'Pokud vezmete kolo jako tři body, těžiště a dva kontaktní body [kola], pak pokud vertikální osa těžiště přesahuje jeden z těchto dvou kontaktních bodů, kolo se překlopí,' říká Allain.
Keith Bontrager, průkopník v roli těžiště [CG] ve fitování na kole, vysvětluje: ‚Není jednoduché najít těžiště jezdce mechanickými prostředky.‘
Ale umístí těžiště lezce na linii „2–3 cm za vřetenem pedálu v poloze pedálu v devět hodin“.
Podle našich vlastních (docela nevědeckých) výpočtů předpokládáme, že průměrný jezdec, sedící normálně, by měl těžiště přibližně 58 cm před a 120 cm nad bodem, kde se zadní kolo dotýká vozovky.
Nyní, abychom zjistili bod, ve kterém by jezdec spadl dozadu, musíme provést malou trigonometrii. (Pokud máte zájem: úhel náklonu=90 – (Tan-1 (výška těžiště ÷ zadního kola k vodorovnému těžišti).
Z toho dostaneme odpověď s bodem zvratu 25,8° neboli 48 %. Takže tady to je, absolutně nejstrmější sklon je ubohých 48 %. Nebo ano?
Když je úhel strmý, je nepravděpodobné, že budete sedět „normálně“. Bontrager tvrdí: „Jezdec zabraňuje převrácení tím, že se naklání dopředu ve velmi strmých stoupáních. To je běžné pro MTB jezdce.’
Přepočítali jsme tedy na základě toho, že jezdec byl co nejvíce natažen přes tyče, a našli jsme nový maximální sklon 41°, neboli 86,9 %.
Samozřejmě, naklonění dopředu ve svahu odstraní určitou trakci ze zadní pneumatiky, což může způsobit znepokojivé klouzání motocyklu ze svahu. Což nás přivádí k hlavnímu omezení v našem hledání strmosti: trakce.
Vyklouznout sklouznout
Abyste se vůbec mohli na kole pohybovat, potřebujete tření, které brání pohybu pneumatiky. S rostoucím sklonem se tření snižuje, protože oba povrchy jsou k sobě přitlačovány méně intenzivně gravitací. C
hristian Wurmbäck, produktový manažer společnosti Continental, říká: ‚Řekl bych, že přilnavost pneumatiky bude první věcí, která selže ve velmi strmém svahu.‘
Ale najít přesný bod zlomu je složité. Pro začátek musíme znát koeficient tření pro pneumatiku – v podstatě jak je lepkavá.
To není snadné určit, jak vysvětluje Wurmbäck: ‚To se opravdu nedá říct. Záleží na povrchu, zda je mokrý nebo suchý. Myšlenka, že existuje jedno číslo, které poskytuje teoretické uchopení pro všechny podmínky – ve skutečnosti neexistuje.‘
Ačkoli skutečnost může být složitější, odhady koeficientu tření pro čistou pryž na asf altu se liší od 0,3 na mokrém betonu až po 0,9.
Výpočet profesora Allaina založený na odhadovaném koeficientu tření 0,8 (který popisuje jako „optimistický“) uvádí maximální úhel, který by trakce pneumatiky tolerovala, na 38,7°, neboli kolem 80 %.
Ztráta sevření
Na 80 % je trakce pneumatik prvním bodem selhání, ale stále to může být přecenění možné strmosti. Koeficient 0,8 se opírá o myšlenku celopryžové pneumatiky, která je vzácná.
Wurmbäck říká: „Chceme, aby pneumatika byla tužší a měla delší životnost než čistá pryž. Pokud máte supertuhou pneumatiku, nepřilne také k vozovce.‘
Sklony větší než 30 % navíc často vyžadují spíše betonovou dlažbu než asf alt, pro který se odhady koeficientu tření s gumou při pohybu blíží 0,6.
Když toto číslo vrátíme zpět do Allainovy rovnice, trakce může selhat na 60 %. To je bez toho, abychom se zabývali složitostí rozložení hmotnosti mezi koly vzhledem k radikální lezecké pozici, kterou musí jezdec zaujmout.
Wurmbäck říká: „Existují způsoby, jak drasticky zvýšit tření – jako je nanesení lepidla na povrch. Ale praktičtěji řečeno, chcete teplou pneumatiku a teplý povrch v horkém dni s menším nahuštěním pneumatik se širokou pneumatikou.‘
Kromě koeficientu je třeba vzít v úvahu také povrchovou plochu vytvořenou profilem pneumatiky. Pravděpodobně bychom ale potřebovali dalších pár stránek, abychom vůbec poškrábali povrch té jedné.
Takže mnoho kolísavých faktorů hraje roli při omezování strmosti stoupání s nejvíce závratnými cykly. Ale pokud vám vaše řazení, výkon a radikální poloha při stoupání umožní jet severně od 60% sklonu, pravděpodobně můžete očekávat, že vás vaše trakce každou vteřinu zklame.
Pokud nemáte po ruce hrnec lepidla.
