Jeżeli chodzi o temat powierzchni styku, to mam swoją, pewną teorię na ten temat.
Mianowicie, zacznijmy od założeń.
1. Obydwa koła uznajemy za nieważkie, bądź też ich masa jest stosunkowo tak mała, że pomijalna,
2. Ciśnienia w obydwu kołach są identyczne,
3. Nawierzchnia, na której testujemy koła jest idealnie gładka i twarda.
Moje przemyślenia.
Jako, że ciśnienia w obydwu kołach są identyczne, należy to rozumieć, że siła działająca na powierzchnię wewnętrzną dętki jest w obydwu przypadkach identyczna. Niemniej, ze względu na odmienną wielkość kół, od razu można zauważyć, że w kole 28" znajduje się więcej powietrza niż w kole o rozmiarze 16".
Stąd wniosek - wywarcie nacisku na oś stojącego koła na powierzchni spowoduje wzrost ciśnienia w oponach. Procentowy udział zmniejszenia objętości w oponie 28" w stosunku do opony 16" jest znacznie mniejszy. Dlatego też, o wiele łatwiej jest 'zgnieść' oponę na kole 28" niż 16". Co skutkuje tym, że opona o większym rozmiarze styka się z nawierzchnią większą powierzchnią niż koło małe.
Idąc dalej, w przypadku obracania się obydwu kół z jednakową prędkością liniową, mamy do czynienia z różną prędkością kątową. Różnica w prędkości kątowej obydwu kół jest proporcjonalna do ich obwodów lub też ich średnic. Można także przyjąć średnice opon, w tym przypadku 16" oraz 28". Wyższa matematyka mówi, że prędkość kątowa koła o rozmiarze 16" jest 1,75 x większa od koła 28".
Uwzględniając, że współczynnik tarcia opony o podłoże obydwu opon jest identyczny, wystarczy zmierzyć jaka jest faktyczna powierzchnia styku opony z podłożem.
Wg najprościej można to wykonać malując część opony dowolną farbą, a następnie przyciśnięcie jej znaną siłą do podłoża, na które wcześniej położyliśmy np. karton. Zaznaczam, że nie wolno użyć tektury falistej z racji tego, że może ona zostać wgięta podczas próby, co da błędne wyniki. Należy tak postąpić z obydwoma kołami. W najprostszym wypadku, powstanie elipsa. Jej pole należy mierzyć poprzez zmierzenie jej dwóch wymiarów. De facto, najdłuższego i najkrótszego jej wymiaru, a następnie pomnożenie przez PI.
Znając powierzchnie nacisku opon na podłoże oraz stosunek prędkości kątowych obydwu kół można zapisać warunek:
Gdzie:
Pole D - pole nacisku koła 28"
Pole d - pole nacisku koła 16"
Podstawiając wyliczone wartości otrzymamy:
1. Gdy stosunek pól
Pole D / Pole d wyniesie 1,75, opór toczenia obydwu kół jest taki sam,
2. Gdy stosunek pól będzie większy od 1,75, opór toczenia koła dużego (26") jest większy od małego (16"),
3. Gdy stosunek pól będzie mniejszy od 1,75, opór toczenia koła 16" jest większy od koła 28".
To moje spostrzeżenia
