Porque é que as rodas maiores rolam mais depressa? Qual é a física por detrás disto?

P>No mínimo um recorde de velocidade em bicicleta é mantido por um cavaleiro em uma bicicleta com 16 em rodas.

Liners 1,2,3

Então a suposição de que "rodas grandes rolam mais rápido" não é necessariamente verdadeira.

Especialmente se você tem o luxo de andar em uma pista coberta com tábuas de madeira polida, é claro.

A física por trás disto é o "ângulo de ataque" das rodas sobre irregularidades da superfície de rolagem, e a "variação de momento" que resulta.

Na verdade, quando uma roda rolando sobre uma superfície de outro modo plana encontra um obstáculo, mesmo muito pequeno, ela é forçada a mudar o seu sentido de viagem. Ocorre uma "variação de momento", que é maior quanto maior for a mudança de direção, mesmo que não haja desaceleração. A mudança de direção é diretamente proporcional ao ângulo de ataque da roda sobre o obstáculo.

Geometrically, assumindo que a roda e o solo são perfeitamente rígidos a fórmula que dá o ângulo de ataque da roda é:

ângulo de ataque = arco cos (1 - h/R)

onde R = raio da roda e h = altura do obstáculo

quanto maior o raio, menor é o termo h/R para uma dada altura de um obstáculo, e menor é o ângulo de ataque, já que o termo entre parênteses aproxima-se de 1 e cos (1) = 0

A força necessária para superar esta variação de momento é proporcional à própria variação, portanto, dada uma certa altura do obstáculo, é maior quanto menor forem as rodas.

Se os ciclistas encontrarem milhares de irregularidades durante o seu passeio, é evidente que gastarão mais energia se estiverem a andar em rodas pequenas, do que em rodas grandes.

Esta é a razão pela qual as rodas grandes praticamente não fazem diferença em terrenos muito planos e até mesmo em terrenos como um velódromo.

Mas são especialmente convenientes em terrenos acidentados, tanto que alguém está a sugerir adoptar 36 em rodas para bicicletas de montanha