Ons het almal gesukkel teen hellings van 20%, 25%, selfs 30%. Maar presies hoe steil sal 'n pad moet wees voordat dit nie per fiets kan klim nie?
Dis 'n vreemde ding - ons strewe na steilte. Dit is algemeen om ruiters te hoor wat spog met verowerende Alpe-koloe wat meedoënloos hemelwaarts ry teen hellings van 20% oor etlike kilometers, of spykers van tot 40% in die middel van die haarnaald.
Maar onthou dat 'n 100% helling slegs 'n helling van 45° maak - een meter vertikaal vir een meter horisontaal - sal 'n steilte wat 100% nader, beslis nie onmoontlik wees om te ry nie. Sou dit?
Ons het besluit om die kundiges te soek om uit te vind.
Eerste dinge eerste. Wanneer ons die 'steilste helling' sê, praat ons nie van daardie freakish spykers in die pad se steilte, of die vertikale platform van 'n halfpyp nie.
Ons kan net 'n aanhoudende helling oorweeg wat 'n padfietsryer vir 'n redelike tyd kan probeer ry.
Vreemd genoeg is krag nie 'n beperkende faktor om die steilste klim aan te pak nie, sê Rhett Allain, professor in fisika aan die Suidoostelike Louisiana Universiteit en jarelange blogger vir die tydskrif Wired.
‘As jy nie omgee vir spoed nie, kan jy enige helling met baie min krag opgaan solank daar genoeg wrywing is,’ sê hy.
‘Jy kan byvoorbeeld klein motortjies kry om 'n baie swaar vrag te lig as jy genoeg katrolle gebruik.’
As jy die regte ratverhouding op jou fiets kan skep, dan kan jy selfs met 'n minuskule kraglewering enige helling klim – in teorie.
Realiteit is anders.’n Ratverhouding wat jou toegelaat het om waansinnig steil hellings te klim, sal vereis dat jy jou bene soos’n besetene tol terwyl jy net vorentoe kruip. Jy sal binnekort omval.
Allain stel die minimum spoed waarteen jy 'n klim wil aanpak as stapspoed, of sowat twee meter per sekonde. Deur sy berekeninge (wat 'n bietjie te ingewikkeld is om hier te bespreek), plaas hy die maksimum helling vir 'n drywing van 422 watt teen 'n spoed van 2m/s (4.5mph) as 40%.
So 40% kan wees waar menslike krag sy pasmaat vind in 'n helling – verder kan jy net sowel loop. Maar vir diegene van ons wat minder belangstel in praktiese aspekte, en meer belangstel om te bewys dat ons nie deur gradiënt geklop kan word nie, moet dit moontlik wees om 'n helling van meer as 40% te klim as ons bereid is om stadig genoeg te gaan.
Wat ons wil weet, is teen watter hoek die wette van fisika ons sal verhoed om te kan klim, ongeag ons kraguitset of ratverhouding.
Balanserende prioriteite
As ons teen 'n heuwel sou ry wat al hoe steiler geword het, moet daar 'n punt kom waar ons eenvoudig agteruit kantel.
'As jy 'n fiets as drie punte neem, die massamiddelpunt en die twee kontakpunte [die wiele], dan as die vertikale as van die massamiddelpunt verder gaan as enige van daardie twee kontakpunte, sal die fiets kantel, ' sê Allain.
Keith Bontrager, 'n pionier in die rol van swaartepunt [CG] in fietspas, verduidelik: 'Dit is nie maklik om die ruiter se CG op meganiese wyse te vind nie.'
Maar hy sit wel die CG van 'n klimruiter op 'n lyn '2-3cm agter die pedaalspil by die nege-uur pedaalposisie'.
Deur ons eie (redelik onwetenskaplike) berekeninge reken ons dat die gemiddelde ruiter, normaal sit, 'n CG ongeveer 58cm voor en 120cm bokant die punt waar die agterwiel die pad raak, sal hê.
Nou, om die punt uit te werk waarop die ruiter agteruit sou val, moet ons 'n bietjie trigonometrie doen. (As jy belangstel: hellingshoek=90 – (Tan-1 (hoogte van CG ÷ agterwiel na horisontale CG).
Daaruit kry ons die antwoord van 'n kantelpunt van 25,8°, of 48%. So daar gaan jy, die absoluut steilste helling is 'n skamele 48%. Of is dit?
Wanneer die hoek steil word, is dit onwaarskynlik dat jy 'normaal' sal sit. Bontrager voer aan: ''n Ruiter verhoed omkantel deur op baie steil klimme vorentoe te leun. Dit is algemeen vir MTB-ryers.’
Ons het dus herbereken op grond van 'n ryer wat soveel as moontlik oor die tralies uitgebrei is, en ons het 'n nuwe maksimum helling van 41°, of 86.9% gevind.
Natuurlik, as jy so ver vorentoe teen 'n helling leun, sal 'n mate van trekkrag van die agterste band verwyder word, wat moontlik veroorsaak dat die fiets kommerwekkend teen die heuwel af te gly. Dit bring ons by die hoofbeperking in ons soeke na steilte: traksie.
Glip weggly
Om enigsins op 'n fiets te beweeg, het jy wrywing nodig om die beweging van die band teen te staan. Soos die helling toeneem, verminder die wrywing namate die twee oppervlaktes minder intens deur swaartekrag saamgedruk word. C
hristian Wurmbäck, produkbestuurder vir Continental, sê: 'Ek sou sê die greep van die band sal die eerste ding wees wat op 'n baie steil helling misluk.'
Maar dit is moeilik om die presiese kantelpunt te vind. Om mee te begin, moet ons die wrywingskoëffisiënt vir 'n band ken – in wese hoe taai dit is.
Dis nie maklik om te bepaal nie, soos Wurmbäck verduidelik: ‘Jy kan nie regtig sê nie. Dit hang af van die oppervlak, of dit nat of droog is. Die idee dat daar een nommer is wat 'n teoretiese greep vir alle toestande gee – dit bestaan nie regtig nie.’
So hoewel die werklikheid meer kompleks kan wees, wissel skattings vir wrywingskoëffisiënt vir suiwer rubber op teerpad van 0,3 op nat beton tot 0,9.
Professor Allain se berekening, gebaseer op 'n beraamde wrywingskoëffisiënt van 0.8 (wat hy beskryf as 'optimisties') stel die maksimum hoek wat bandvastrap sal verdra op 38.7°, of ongeveer 80%.
Verloor jou greep
Teen 80% maak dit reeds die traksie van bande die eerste punt van mislukking, maar dit kan steeds 'n oorskatting van moontlike steilte wees. Die koëffisiënt van 0.8 maak staat op die idee van 'n volrubber band, wat skaars is.
Wurmbäck sê: 'Ons wil hê die band moet stywer en langer hou as wat suiwer rubber sou wees. As jy 'n superstywe band het, kleef dit nie ook aan die pad nie.’
Wat meer is, hellings van meer as 30% vereis dikwels betonplaveisel eerder as teerpad, waarvoor skattings vir 'n wrywingskoëffisiënt met rubber nader aan 0,6 is wanneer dit in beweging is.
Om daardie syfer terug te plaas in Allain se vergelyking, kan traksie teen 60% misluk. Dit is sonder om in te gaan op die kompleksiteite van die gewigverspreiding tussen die wiele gegewe die radikale klimposisie wat 'n ruiter moet inneem.
Wurmbäck sê: 'Daar is maniere om wrywing drasties te verhoog – soos om gom op die oppervlak te plaas. Maar in meer praktiese terme wil jy 'n warm band en warm oppervlak hê, op 'n warm dag, met minder bandopblaas met 'n breë band.’
Sowel as die koëffisiënt is daar ook oppervlakte, geskep deur die bandprofiel, om in ag te neem. Maar ons sal waarskynlik nog 'n paar bladsye nodig hê om selfs die oppervlak van daardie een te krap.
So veelvuldige, wisselende faktore speel 'n rol om die steilte van die mees duizelingwekkende siklusklim te beperk. Maar sou jou ratkas, krag en radikale klimposisie jou toelaat om noord van 'n 60%-gradiënt te gaan, kan jy waarskynlik verwag dat jou vastrap jou enige sekonde in die steek sal laat.
Tensy jy 'n pot gom byderhand het.
