Yeah !valino a écrit :le gars qui les a écrit n'est pas un rigolo mais un scientifique sérieux (...)
On y parle aussi de modèle de ressort (Hub)
Comme quoi je dis pas QUE des khonneries!
[Matos] Taille des roues et vitesse
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Hub
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Marc Z
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Pleuvra pas entre Dieppe et Forges-les-EauxHub a écrit :Bon, je le note pour mon ouikène (pourvu qu'il pleuve!)
http://www.rollerenligne.com/phpBB2/vie ... hp?t=10311
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jp2copter
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Hub et Marc Z ont de bonnes analyses... et sont probablement plus calés que moi en physique.
Mais je compense en bon sens pratique !
D'abord un petit lien vers un post antérieur: http://www.rollerenligne.com/phpBB2/vie ... 2332#82332
Ensuite: comme rappelé par nos deux compères, la roue idéale ne devrait pas se déformer sur un revêtement idéalement lisse et tout aussi dur.
Comme c'est incompatible avec l'adhérence et le confort minimum qu'on recherche en même temps, il faut accepter une nécessaire déformation.
L'idéal ressemblerait à première vue à l'équivalent d'une série de ressorts, qui comme justement rappelé, restituent parfaitement l'énergie.
Seulement, un ressort rebondit à la moindre sollicitation soudaine, genre aspérité du sol. Si on ne veut pas que les roues passent une partie du temps de roulage à quelques millimètres du sol à cause du rebond, il faut amortir (rappelez-vous l’analogie avec la voiture).
Finalement, la difficulté du fabricant de roue constitue principalement à trouver la gomme qui aura un maximum de ressort tout en conservant un amortissement suffisant. Il faut restituer l’énergie sans décoller la roue au moindre relief. Et malheureusement, cet amortissement se traduit, comme déjà dit, par un échauffement qui est une perte d’énergie…
Bon, maintenant, je vais lire l’article cité par Valino (dont j’apprécie la sagesse dans l’humour)
Mais je compense en bon sens pratique !
D'abord un petit lien vers un post antérieur: http://www.rollerenligne.com/phpBB2/vie ... 2332#82332
Ensuite: comme rappelé par nos deux compères, la roue idéale ne devrait pas se déformer sur un revêtement idéalement lisse et tout aussi dur.
Comme c'est incompatible avec l'adhérence et le confort minimum qu'on recherche en même temps, il faut accepter une nécessaire déformation.
L'idéal ressemblerait à première vue à l'équivalent d'une série de ressorts, qui comme justement rappelé, restituent parfaitement l'énergie.
Seulement, un ressort rebondit à la moindre sollicitation soudaine, genre aspérité du sol. Si on ne veut pas que les roues passent une partie du temps de roulage à quelques millimètres du sol à cause du rebond, il faut amortir (rappelez-vous l’analogie avec la voiture).
Finalement, la difficulté du fabricant de roue constitue principalement à trouver la gomme qui aura un maximum de ressort tout en conservant un amortissement suffisant. Il faut restituer l’énergie sans décoller la roue au moindre relief. Et malheureusement, cet amortissement se traduit, comme déjà dit, par un échauffement qui est une perte d’énergie…
Bon, maintenant, je vais lire l’article cité par Valino (dont j’apprécie la sagesse dans l’humour)
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Julio
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Mais alors à quoi est due la résistance à l'avancement indépendamment des frottements ? Là vous commencez à vous exciter et à rouler un peu vite, je décroche. C'est plus de la dyptérosodomie, c'est de la véritable tetracapilosectomie. Arrêtez d'embrouiller et répondez enfin à ma question : pourquoi les grandes roues vont-elles plus vite? Non,pardon 8wd, cette question ne veut rien dire. Je reprends : pourquoi un patineur patinant avec des patins équipés de roues de grand diamètre va-t-il plus vite qu'un patineur patinant avec des patins équipés de roues d'un diamètre inférieur au patineur patinant sur des patins équipés de roues du diamètre plus grand ? Si vous concevez clairement la chose, merci d'énoncer clairement votre réponse.Hub a écrit :Ah mais ah mais ah mais, ça n'a rien à voir.Julio a écrit :L'adhérence est fonction de la pression exercée sur le sol et d'un coefficient de friction des matériaux en contact.
Je parle ici de la modélisation d'une roue qui roule. Le glissement de la roue au sol est nul. Le coefficient de friction n'entre absolument pas en ligne de compte.
L'adhérence et le coefficient de frictions sont des sujets intéressants mais complètement séparés. Il est vrai qu'une roue dure (ou mieux gonflée pour un vélo) perdra en adhérence.
Ca n'a rien à voir avec la résistance à l'avancement.
Une seule mouche à la fois, s'il vous plaît. C'est bien assez délicat comme ça, la dyptérosodomie!
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jp2copter
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Un dernier effort pour aider Julio à comprendre:
A dureté de gomme identique, une petite roue et une grosse roue s'écrasent de façon à ce que la pression sur le sol soit la même, c'est à dire que la surface de contact soit égale.
Imaginons que les roues, après s'être applaties sur le sol, soient indéformables.
Pour rouler, il faudrait que la petite roue monte de la hauteur H1 jusqu'à la hauteur R1.
De même, la grande roue devrait passer d'une hauteur H2 à R2.
Or, la géométrie veut que R2-H2 soit plus faible que R1-H1, c'est à dire que la hauteur à gagner pour la grande roue est plus faible que pour la petite roue.
Evidemment, comme les roues sont déformables, il n'y aura pas de changement de hauteur des roues. Mais l'énergie résistante à la déformation des roues, qui tend à les freiner, sera en gros proportionnelle à la hauteur théorique à franchir.
Bilan, la petite roue consomme plus d'énergie pour se déformer et parvenir à rouler, que la grande.
Là, j'ai fait mon maximum...
A dureté de gomme identique, une petite roue et une grosse roue s'écrasent de façon à ce que la pression sur le sol soit la même, c'est à dire que la surface de contact soit égale.
Imaginons que les roues, après s'être applaties sur le sol, soient indéformables.
Pour rouler, il faudrait que la petite roue monte de la hauteur H1 jusqu'à la hauteur R1.
De même, la grande roue devrait passer d'une hauteur H2 à R2.
Or, la géométrie veut que R2-H2 soit plus faible que R1-H1, c'est à dire que la hauteur à gagner pour la grande roue est plus faible que pour la petite roue.
Evidemment, comme les roues sont déformables, il n'y aura pas de changement de hauteur des roues. Mais l'énergie résistante à la déformation des roues, qui tend à les freiner, sera en gros proportionnelle à la hauteur théorique à franchir.
Bilan, la petite roue consomme plus d'énergie pour se déformer et parvenir à rouler, que la grande.
Là, j'ai fait mon maximum...
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Hub
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Bien trouvé, jp2copter, bonne vulgarisation, ça permet de bien visualiser.
Une modélisation un peu "fausse" du problème, comme toute vulgarisation ou presque, mais en première approche, c'est assez parlant. Bravo!
Pour en revenir à la question de base "pourquoi des grandes roues roulent mieux que des petites?", je crois qu'on a concensus sur:
1/ l'effet d'écrasement au sol qu'on vient d'évoquer, qui consomme plus d'énergie sur une petite roue, que le sol soit lisse ou pas
2/ la sensibilité moindre aux irrégularités de la route (gratton, gravillons, sol même légèrement rugueux)
En revanche, l'argument souvent avancé de la plus grande inertie de rotation des roues n'a pour l'instant pas été retenu comme prépondérant.
Une modélisation un peu "fausse" du problème, comme toute vulgarisation ou presque, mais en première approche, c'est assez parlant. Bravo!
Pour en revenir à la question de base "pourquoi des grandes roues roulent mieux que des petites?", je crois qu'on a concensus sur:
1/ l'effet d'écrasement au sol qu'on vient d'évoquer, qui consomme plus d'énergie sur une petite roue, que le sol soit lisse ou pas
2/ la sensibilité moindre aux irrégularités de la route (gratton, gravillons, sol même légèrement rugueux)
En revanche, l'argument souvent avancé de la plus grande inertie de rotation des roues n'a pour l'instant pas été retenu comme prépondérant.
Sexa pathétique à roulettes (purée, j'ai commencé ces signatures à "quadra"...)
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Julio
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Bon, c'est mieux. Quand on insiste et qu'on vous houspille un peu on arrive à tirer quelque chose d'à peu près clair.
Tout à fait clair même, pour être juste, avec ce beau schéma et ces explications limpides de jp2copter.
Mais pourquoi Hub, malgré son compliment, fait-il encore la fine bouche avec un brin de condescendance ("vulgarisation", "un peu fausse", "1ère approche") ? Je sens qu'il est encore tenté de se livrer à quelque manoeuvre que la morale réprouve sur les diptères. C'est juste ou c'est pas juste ? Il faut savoir.
Quant à moi, je m'excuse d'insister, j'ai d'affreux scrupules d'en redemander après tant de louables efforts de pédagogie de votre part, mais le sens commun dont je sais bien qu'il faut se méfier -et vous allez certainement m'en donner une nouvelle preuve- le sens commun, donc, me soufflait qu'une petite roue s'écrasait moins qu'une grande. Ayez encore l'amabilité de m'offrir un démenti.
Tout à fait clair même, pour être juste, avec ce beau schéma et ces explications limpides de jp2copter.
Mais pourquoi Hub, malgré son compliment, fait-il encore la fine bouche avec un brin de condescendance ("vulgarisation", "un peu fausse", "1ère approche") ? Je sens qu'il est encore tenté de se livrer à quelque manoeuvre que la morale réprouve sur les diptères. C'est juste ou c'est pas juste ? Il faut savoir.
Quant à moi, je m'excuse d'insister, j'ai d'affreux scrupules d'en redemander après tant de louables efforts de pédagogie de votre part, mais le sens commun dont je sais bien qu'il faut se méfier -et vous allez certainement m'en donner une nouvelle preuve- le sens commun, donc, me soufflait qu'une petite roue s'écrasait moins qu'une grande. Ayez encore l'amabilité de m'offrir un démenti.
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Hub
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Ben non, comme dit, à dureté égale une roue plus grande s'écrase moins.
Prends une balle en mousse de 5cm de diamètre, pose un poids de 1kg dessus. Elle va s'écraser au sol, par exemple de 1cm.
Prends un matelas de la même mousse, applique un poids de 1kg sur toute la surface. Le matelas s'écrasera au sol, mais de 1mm seulement. Parce que la pression est répartie sur une plus grande surface.
A poids égal dessus, la grande roue atteint plus rapidement la surface au sol qui équilibre la pression, c'est géométrique; elle s'écrase moins.
Prends une balle en mousse de 5cm de diamètre, pose un poids de 1kg dessus. Elle va s'écraser au sol, par exemple de 1cm.
Prends un matelas de la même mousse, applique un poids de 1kg sur toute la surface. Le matelas s'écrasera au sol, mais de 1mm seulement. Parce que la pression est répartie sur une plus grande surface.
A poids égal dessus, la grande roue atteint plus rapidement la surface au sol qui équilibre la pression, c'est géométrique; elle s'écrase moins.
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jp2copter
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Et oui, Hub a raison de relever (sans méchanceté aucune ) que mon raisonnement est une approximation qui va dans le même sens que le résultat final.
Mais je ne maîtrise (pas plus qu'une majorité de lecteurs de ce forum?) ni ne suis passionné par les intégrales et autres systèmes d'équations différentielles qui permettent de démontrer irréfutablement le phénomène en physique dynamique et statique. Je ne suis qu'un vulgaire vulgarisateur...
Et j'aime bien vulgariser (exprimer des choses difficiles à comprendre aide à mieux les comprendre soi-même). Si ça peut rendre le même service à d'autres , tant mieux.
Puisque Julio semble progresser (et les autres aussi qui n'en mènent pas large non plus, mais ne disent rien
), j'insiste volontiers.
L'exemple de la balle de mousse et du matelas en même mousse est parfait. Si on n'en est pas persuadé, voici encore plus!
L’effort qui s’applique sur une roue à l’arrêt est le poids du patineur, divisé en gros par le nombre de roues en contact avec le sol.
Cette force provoque un écrasement de la roue. Cet écrasement de la roue est inversement proportionnel à la dureté de la roue.
L’écrasement génère une surface de contact avec le sol qui est l’empreinte de la roue sur le sol.
Or une force répartie sur une surface, c’est une pression. Cette pression varie donc avec la dureté de la roue.
Si la dureté et la force qui s’appliquent sur 2 roues sont identiques, la pression et donc la surface de contact au sol seront identiques. Quels que soient la forme et le diamètre de la roue ! La forme de l’empreinte sera plus ou moins elliptique, mais sa surface sera identique.
C’est donc cette surface qui caractérise la déformation.
Si on rapporte la déformation (donc la surface) au rayon de la roue, on a S/R qui est plus petit que S/r.
C’est à dire que la déformation relative au rayon d’une grande roue est plus faible que celle d’une petite roue.
Il faut donc admettre qu’une petite roue s’écrase plus qu’une grande à dureté égale ! Ce qui est illustré par le croquis qui suit.
La surface de contact est égale à L x l. Comme l (la largeur de la roue) est identique, pour avoir la même surface de contact il faut que L soit identique. On voit que pour y parvenir, on doit écraser la petite roue de E1 et la grande roue de E2 seulement!
(Hub, je n’ai pas osé dire que la gomme n’étant pas un fluide parfait, il aurait fallu parler de pression moyenne résultant de l’intégration des pressions locales…)
) que mon raisonnement est une approximation qui va dans le même sens que le résultat final.Mais je ne maîtrise (pas plus qu'une majorité de lecteurs de ce forum?) ni ne suis passionné par les intégrales et autres systèmes d'équations différentielles qui permettent de démontrer irréfutablement le phénomène en physique dynamique et statique. Je ne suis qu'un vulgaire vulgarisateur...
Et j'aime bien vulgariser (exprimer des choses difficiles à comprendre aide à mieux les comprendre soi-même). Si ça peut rendre le même service à d'autres , tant mieux.
Puisque Julio semble progresser (et les autres aussi qui n'en mènent pas large non plus, mais ne disent rien
), j'insiste volontiers.L'exemple de la balle de mousse et du matelas en même mousse est parfait. Si on n'en est pas persuadé, voici encore plus!
L’effort qui s’applique sur une roue à l’arrêt est le poids du patineur, divisé en gros par le nombre de roues en contact avec le sol.
Cette force provoque un écrasement de la roue. Cet écrasement de la roue est inversement proportionnel à la dureté de la roue.
L’écrasement génère une surface de contact avec le sol qui est l’empreinte de la roue sur le sol.
Or une force répartie sur une surface, c’est une pression. Cette pression varie donc avec la dureté de la roue.
Si la dureté et la force qui s’appliquent sur 2 roues sont identiques, la pression et donc la surface de contact au sol seront identiques. Quels que soient la forme et le diamètre de la roue ! La forme de l’empreinte sera plus ou moins elliptique, mais sa surface sera identique.
C’est donc cette surface qui caractérise la déformation.
Si on rapporte la déformation (donc la surface) au rayon de la roue, on a S/R qui est plus petit que S/r.
C’est à dire que la déformation relative au rayon d’une grande roue est plus faible que celle d’une petite roue.
Il faut donc admettre qu’une petite roue s’écrase plus qu’une grande à dureté égale ! Ce qui est illustré par le croquis qui suit.
La surface de contact est égale à L x l. Comme l (la largeur de la roue) est identique, pour avoir la même surface de contact il faut que L soit identique. On voit que pour y parvenir, on doit écraser la petite roue de E1 et la grande roue de E2 seulement!
(Hub, je n’ai pas osé dire que la gomme n’étant pas un fluide parfait, il aurait fallu parler de pression moyenne résultant de l’intégration des pressions locales…)
Modifié en dernier par jp2copter le 19 sept. 2008 13:14, modifié 1 fois.
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LiTTleL
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Comme j'ai peur que Hub s'ennuie, je relance un peu le sujet. 
Là on vient de voir pourquoi des 4x100 roulent mieux que des 4x80.
On peut par un raisonnement analogue montrer que des 5x80 roulent mieux que des 4x80.
Par contre, qu'en est-il quand le nombre et le diamètre des roues changent ?
Je pense qu'il "suffit" de calculer la hauteur de perte du à la compression de la gomme pour pouvoir comparer deux montages. Ca me semble logique, mais est-ce vrai !?
Sur les platines avec des roues de diamètre différent, il ne suffit plus de diviser les forces par le nombre de roues, car sinon la roue la plus petite ne toucherait plus le sol. Ca c'est juste pour simplifier les calculs.
En gros, l'inertie permet d'accumuler de l'énergie et ainsi de stabiliser la vitesse. Mais apparemment pas d'en gagner.
PS : Là dedans, on ne tient pas compte des variations de longueur des différentes platines.
PPS : Je relierai les docs quand j'aurais un peu plus de temps mais je pense que je vais vite me faire larguer dans les calculs.
Là on vient de voir pourquoi des 4x100 roulent mieux que des 4x80.
On peut par un raisonnement analogue montrer que des 5x80 roulent mieux que des 4x80.
Par contre, qu'en est-il quand le nombre et le diamètre des roues changent ?
Je pense qu'il "suffit" de calculer la hauteur de perte du à la compression de la gomme pour pouvoir comparer deux montages. Ca me semble logique, mais est-ce vrai !?
Sur les platines avec des roues de diamètre différent, il ne suffit plus de diviser les forces par le nombre de roues, car sinon la roue la plus petite ne toucherait plus le sol. Ca c'est juste pour simplifier les calculs.
En gros, l'inertie permet d'accumuler de l'énergie et ainsi de stabiliser la vitesse. Mais apparemment pas d'en gagner.
PS : Là dedans, on ne tient pas compte des variations de longueur des différentes platines.
PPS : Je relierai les docs quand j'aurais un peu plus de temps mais je pense que je vais vite me faire larguer dans les calculs.
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Julio
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jp2copter
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En matière de roulage, c'est assez simple de comparer quand toutes les roues sont identiques. Il suffit, à partir d'une aire globalement écrasée pour 4 ou 5 roues, de calculer la longueur cumulée de corde résultante. Et de diviser cette longueur par le nombre de roues concurrentes pour trouver leur longueur de corde respective en contact avec le sol. On considère que la largeur est la même. Et géométriquement, on retrouve la hauteur d’écrasement correspondant à chaque corde en fonction du diamètre de roue. Je m’amuserai à faire un petit tableau…
Pour les Hi-low, c’est à dire pour des roues de diamètres différents, la petite roue est moins sollicitée par l’écrasement que si elle était accompagnée par des roues identiques. Elle est en quelque sorte protégée par les grandes roues dont on sait qu’elles s’écrasent moins.
Au bilan, grandes roues un tout petit peu plus écrasées + la petite beaucoup moins écrasée, la différence ne doit pas être très sensible en définitive…
Pour les Hi-low, c’est à dire pour des roues de diamètres différents, la petite roue est moins sollicitée par l’écrasement que si elle était accompagnée par des roues identiques. Elle est en quelque sorte protégée par les grandes roues dont on sait qu’elles s’écrasent moins.
Au bilan, grandes roues un tout petit peu plus écrasées + la petite beaucoup moins écrasée, la différence ne doit pas être très sensible en définitive…
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Chataigne
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évolution/records
Bonsoir,
L'évolution des patins, passage des quad aux roues alignées, platines clap, augmentation du nombre de roues et/ou du diamètre ont-t-il été corréllé directement avec des records de vitesse sur piste ?
En clair, voit on tomber des records à chaque amélioration technique ?
Merci d'avance.
L'évolution des patins, passage des quad aux roues alignées, platines clap, augmentation du nombre de roues et/ou du diamètre ont-t-il été corréllé directement avec des records de vitesse sur piste ?
En clair, voit on tomber des records à chaque amélioration technique ?
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Challenge du Centre à fond !!!
Sauterelle jusqu'au bout des ailes...
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Julio
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Re: évolution/records
Bonne question. Je m'étonne de ne pas l'avoir posée et que Hub et jp2copter n'y aient pas répondu avant qu'on ne la pose.Chataigne a écrit :Bonsoir,
L'évolution des patins, passage des quad aux roues alignées, platines clap, augmentation du nombre de roues et/ou du diamètre ont-t-il été corréllé directement avec des records de vitesse sur piste ?
En clair, voit on tomber des records à chaque amélioration technique ?
Merci d'avance.
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Surfing
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Oui, les records tombaient comme des mouches à Gijon, comme à Cali (2007) ou à Anyang (2006). Par exemple celui du 300 m (piste) femmes a été battu 4 fois à Gijon, deux fois en qualifications et deux fois en finale. Mais il en reste de l'époque du quad car ce sont des distances qui ne sont plus courues.
J'avais fait l'exercice de comparer les chronos aux championnats de France 2008 (200 m route et 300 m piste) avec le championnat de France précédent au même endroit. Vous pouvez aller voir les articles pour plus de détails, mais la conclusion était nette: ça va beaucoup plus vite.
Ce qu'il y a eu de nouveau au mondial cette année, parmi tous les records battus, c'est que deux l'ont été lors de la course junior: le 300 m chrono (piste) pour les hommes et le 20 km pour les femmes.
Je pense qu'il y a trois facteurs principaux, peut-être par ordre d'importance:
- le diamètre et la qualité des roues
- la qualité des circuits et pistes
- l'arrivée de la génération qui a débuté en inline (alors que la précédente s'était "reconvertie" du quad) suivie aujourd'hui par l'arrivée des juniors qui ont connu tôt les gros diamètres (patinage adapté).
J'avais fait l'exercice de comparer les chronos aux championnats de France 2008 (200 m route et 300 m piste) avec le championnat de France précédent au même endroit. Vous pouvez aller voir les articles pour plus de détails, mais la conclusion était nette: ça va beaucoup plus vite.
Ce qu'il y a eu de nouveau au mondial cette année, parmi tous les records battus, c'est que deux l'ont été lors de la course junior: le 300 m chrono (piste) pour les hommes et le 20 km pour les femmes.
Je pense qu'il y a trois facteurs principaux, peut-être par ordre d'importance:
- le diamètre et la qualité des roues
- la qualité des circuits et pistes
- l'arrivée de la génération qui a débuté en inline (alors que la précédente s'était "reconvertie" du quad) suivie aujourd'hui par l'arrivée des juniors qui ont connu tôt les gros diamètres (patinage adapté).
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Ia
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Je ne pense pas que débuter directement en line soit un facteur privilégiant les résultats, le quad demande beaucoup d'efforts physiques et de précision. Je ne dis pas que ce n'est pas le cas des inlines, mais en quad, c'est encore plus efforçant. Donc en passant du plus difficile au "normal", ça ne doit pas être pire que de passer du "normal" au "normal".
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Surfing
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ça veut dire quoi "plus difficile" ? Un geste technique est spécifique, ça ne sert à rien d'en apprendre un différent, plus difficile ou moins.
Le roller est un sport technique, ce qui compte d'abord c'est la qualité technique, et c'est sur des inline qu'on l'acquiert le mieux pour l'inline. Et comme tout geste technique plus on commence jeune mieux c'est.
La transition quad- inline s'est faite sans trop de difficultés parce que c'était pour tous les coureurs en même temps, sur une période assez courte, mais aujourd'hui ce serait un sacré handicap.
Et si je ne connais plus personne qui fait du quad aujourd'hui parmi les vitesseux (c'est ce dont on parle sur ce fil), quand je vois les problèmes d'adaptation technique que pose la glace...
Le roller est un sport technique, ce qui compte d'abord c'est la qualité technique, et c'est sur des inline qu'on l'acquiert le mieux pour l'inline. Et comme tout geste technique plus on commence jeune mieux c'est.
La transition quad- inline s'est faite sans trop de difficultés parce que c'était pour tous les coureurs en même temps, sur une période assez courte, mais aujourd'hui ce serait un sacré handicap.
Et si je ne connais plus personne qui fait du quad aujourd'hui parmi les vitesseux (c'est ce dont on parle sur ce fil), quand je vois les problèmes d'adaptation technique que pose la glace...
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Ia
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