Ihr Eröffnungsanspruch:

Jeder weiß (Angabe erforderlich), dass (mit festem Felgendurchmesser) Reifen mit kleinerem Querschnitt weniger Kraftaufwand erfordern (zumindest auf einer asphaltierten Straße).

Ist tatsächlich nicht wahr . Ihre nächste Behauptung ist auch nicht wahr. Die Kontaktfläche für einen Reifen ist unabhängig von der verwendeten Reifenbreite für einen bestimmten Druck nahezu gleich. Wenn ich einen Reifen habe, der bis zu 100 psi gepumpt ist, und das Fahrrad und ich 200 Pfund wiegen, beträgt die Kontaktfläche zwischen beiden Rädern fast 2 Quadratzoll. Der Druck ist die Kraft geteilt durch die Fläche.

Ihre dritte Behauptung ist ebenfalls nicht wahr, da die Haftreibung nur ungefähr proportional zur Normalkraft ist und es nicht einmal darauf ankommt, wie wenn das Kontaktfeld den Boden berührt, nicht gleichmäßige Bewegung !

Durch Variieren der Reifenbreite bei konstanter Kontaktfläche ändert sich die Form, insbesondere wird der Patch kürzer, wenn der Reifen breiter wird. Dies führt zu einer geringeren vertikalen Verschiebung des Gummis im Reifen, wenn das Rad rollt. Die Antwort von Ross Millikans beschreibt, dass die Durchbiegung von Gummi die Hauptursache für den reifenbedingten Rollwiderstand ist.

Es stellt sich heraus, dass breitere Reifen für festen Druck einen geringeren Rollwiderstand haben als schmale Reifen.

Das Schlüsselelement ist nicht die Breite des Reifens, sondern der höhere Druck. Bei angemessenen Gewichten und Kosten ist es viel einfacher, einen kleinen Hochdruckreifen als einen breiten Reifen herzustellen. Da die Herstellung eines breiten Hochdruckreifens eine größere Herausforderung darstellt, sind möglicherweise Maßnahmen wie dickere Laufflächen erforderlich, die die Energiekosten für Reifenauslenkungen so erhöhen, dass sie gegenüber einer stärkeren Durchbiegung von Softwaregummi usw. negativ sind.

Ich werde nicht einmal auf Ihre Drehmomenttheorie eingehen, weil Sie offensichtlich verwirrt sind, welche Kräfte im Spiel sind.

Der Verlust ist die Reibung bei der Verformung des Gummis des Reifens. Wenn Sie den Reifen von rund (wenn nicht auf dem Boden) nach platt (wenn Sie den Boden berühren) biegen, wird Wärme erzeugt. Wenn der Reifen schmaler und der Druck höher ist, ist weniger Gummi am Biegen beteiligt. Ein höherer Druck bedeutet zwar weniger Kontaktfläche, aber das ist hier nicht wichtig. Dies ist eine Energie, kein Drehmomentargument.

Wenn Sie über Drehmomente sprechen möchten, verstehe ich nicht, warum Sie denken, dass Reibung das Rad beschleunigen sollte. Ich würde sagen, dass der Teil des Reifens, der gerade in Kontakt kommt, ein Verzögerungsdrehmoment erzeugt und der Teil, der den Kontakt verlässt, ein Beschleunigungsdrehmoment erzeugt. Beide Drehmomente werden reduziert, da die (fast vertikale) Wirkungslinie fast entlang des Radradius verläuft. Das Verzögerungsdrehmoment ist aufgrund der oben genannten Verluste größer. Dies ist wirklich das gleiche wie das obige Energieargument, wie es sein muss. Die Verluste sind gleich, egal wie Sie es betrachten.

Eine Antwort, die ich für diese Frage noch nie gesehen habe, ist, dass der Trägheitsmoment des dickeren Reifens größer ist als der eines dünnen Reifens.

Selbst bei niedrigem Druck hält ein dickerer Reifen mehr Luft als ein dünner Reifen. Dies bedeutet, dass eine größere Luftmasse gedreht werden muss - deshalb erfordern dickere Reifen mehr Kraftaufwand. Bei gleichem Druck befindet sich im fetten Reifen noch mehr Luft als im dünnen.

Diese Frage ist verwirrend mit einigen falschen Angaben, aber ich werde Ihre "Asymmetrie der Kräfte" versuchen. Wenn dies nicht das ist, was Sie unter "Asymmetrie der Kräfte" verstehen, dann schlage ich vor, dass Sie klarstellen, dass viele Menschen es satt haben, die Frage auf verschiedene Weise zu beantworten.

Die Arbeit ist erledigt auf dem Gummi, um es zu verformen. Arbeit ist die integrale Kraft in Richtung der Arbeit. Arbeit und Wärme haben dieselbe Maßeinheit.

Ja, es wird Energie gespart.

An der Vorderkante wird am Reifen gearbeitet (Integral von f x ds), um ihn zu verdrängen. Der Reifen ist nicht wie eine Feder, bei der die Arbeit an der Heckkante zurückgegeben wird. Praktisch die gesamte Arbeit wird in Wärme umgewandelt (Reibung im Gummi). Wärme ist intensiver als man denkt - es erfordert viel Arbeit, um Wärme zu erzeugen. Sie erhalten eine sehr kleine Feder vom Gummirücken am hinteren Ende. Die Wärme sammelt sich nicht nur als Temperatur an, sondern wird auch an die Atmosphäre abgegeben.

Die Verformung am vorderen Ende wirkt sich auch auf die Luft im Reifen aus. Am hinteren Ende arbeitet die Luft im Reifen am Reifen, um ihn wieder herauszudrücken. Der größte Teil dieser Arbeit wird zurückgegeben. Ein Teil dieser Arbeit an der Luft im Reifen wird in zufällige kinetische Energie (Temperatur) umgewandelt, was einer Arbeit entspricht, die nicht an der Heckkante zurückgegeben wird. Das andere Problem, das es am hinteren Ende gibt, ist aufgrund der Verzögerung, mit der der größte Teil dieser Arbeit beim Zurückschieben nicht einmal gegen die Straße gerichtet ist, um den Reifen anzutreiben. Es wird an Gummi und Atmosphäre gearbeitet.

Ein Reifen mit mehr Hubraum hat mehr Widerstand. Dieser Widerstand ist mehr Wärme. Es gibt Energieeinsparung.

Bei konstanter Geschwindigkeit , dem momentanen Gleichgewicht, hat das Trägheitsmoment tatsächlich keinen Einfluss auf die Pedalanstrengung . Wenn jedoch Beschleunigungen auftreten, spielt das Trägheitsmoment eines fetten schweren Reifens eine wichtige Rolle. Da Geschwindigkeitsänderungen auch und insbesondere bei den Eddy Merckx-Typen häufig sind, ist im Allgemeinen das Trägheitsmoment eines Fahrradreifens + Rades in Bezug auf die Pedalkraft von Bedeutung.