IT News

Вс11122016

Last updateЧт, 24 Март 2016 11pm

Вы здесь: Главная Познавательное Физика Зачем на велосипедах стоят шестерни?

Зачем на велосипедах стоят шестерни?

Когда наши предки провернули рычаг по окружности вокруг точки опоры, они открыли еще один простой механизм: колесо с осью. Велосипед использует этот принцип в педали и звездочке (шестерне цепной передачи).

Усилие, прикладываемое к вращающимся педалям, передается на ведущую звездочку, которая входит в зацепление с цепью, вращающей другое колесо с осью — ведомую звездочку (шестерню свободного хода), установленную на заднем колесе велосипеда. Усилие, прикладываемое велосипедистом к педалям, позволяет ему перемещаться с большей скоростью, чем в том случае, если бы он развивал такое же усилие, перемещаясь пешком.

Велосипедисты могут крутить педали с меньшими усилиями, то есть повышать выигрыш в силе колеса с осью, путем использования набора шестерен различного размера, увеличивающих или уменьшающих действующие на них силы. Чтобы приспособиться к рельефу местности, велосипедисты регулируют передаточное отношение, величина которого определяется отношением диаметра ведущей звездочки к диаметру ведомой. Если ведомая звездочка меньше ведущей, педали крутить тяжелее, но велосипед едет быстрее. Больший диаметр ведомой звездочки облегчает работу педалями и одновременно с этим уменьшает скорость движения велосипеда.

На рисунке сверху:

  1. Ведомая звездочка
  2. Переключатель передач
  3. Ведущая звездочка

Переключение передач

 

Ведущие и ведомые звездочки существенно отличаются по своему размеру и количеству зубьев. В многоскоростных велосипедах для плавного изменения передаточного отношения во время движения используются устройства, называющиеся переключателями передач, которые перебрасывают цепь с одной звездочки на другую.

Передаточное отношение

Используя различное передаточное отношение, велосипедист может приспосабливаться к изменяющимся дорожным условиям. Низкое передаточное отношение требует от велосипедиста меньших усилий, облегчая работу педалями при подъемах в гору, в то время как высокое передаточное отношение позволяет увеличивать скорость во время горизонтального движения или спуска под гору, когда крутить педали легче.

Передаточное отношение и движущая сила

Передаточное отношение и скорость

Ведомые звездочки

Чем меньше ведомая звездочка, тем больше оборотов сделает заднее колесо при одном обороте педалей. На диаграмме внизу показаны расстояния, которые проходит велосипед после одного оборота педалей, для пяти различных ведомых звездочек.

Энергия педалей ускоряет велосипеды вперед

Вы здесь: Главная Познавательное Физика Зачем на велосипедах стоят шестерни?

Популярные материалы из данной категории:

Как работает генератор переменного тока?

Генератор превращает механическую энергию в электрическую путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Электрический ток вырабатывается и тогда, когда силовые линии движущегося магнита пересекают витки проволочной катушки {рисунок справа). Электроны…

Как работает тепловая электростанция (ТЭЦ)?

У этой паровой турбины хорошо видны лопатки рабочих колес. Тепловая электростанция (ТЭЦ) использует энергию, высвобождающуюся при сжигании органического топлива — угля, нефти и природного газа — для превращения воды в пар высокого давления. Этот пар, имеющий…

Почему в горах вода закипает быстрее?

Вода, нагретая на уровне моря до 100°С (212°F), начинает кипеть. Это означает, что внутри объема жидкости происходит образование пузырьков водяного пара и подъем их к поверхности. Вода закипает, потому что при данной температуре давление насыщения водяного…

Почему магнит притягивает железо?

Когда магнит притягивает к себе металлические предметы, это кажется волшебством, но в действительности «волшебные» свойства магнитов связаны всего лишь с особой организацией их электронной структуры. Поскольку электрон, вращающийся вокруг атома, создает…

Что такое полупроводник?

Полупроводник — это кристаллический материал, который проводит электричество не столь…

Почему парусник может плыть против ветра?

Передвижение парусной яхты по ветру фактически определяется простым давлением ветра на ее…

Почему корабли держатся на воде?

Корабли, лодки, плоты и другие тела удерживаются на плаву из-за наличия у воды…

Как звук распространяется в пространстве?

Звук распространяется посредством звуковых волн. Эти волны проходят не только сквозь газы…

Как работают блоки?

Блок состоит из одного или нескольких колес (роликов), огибаемых цепью, ремнем или…

Как распространяются электромагнитные волны?

Каждый раз, когда электрический ток изменяет свою частоту или направление, он генерирует…

Почему мыльные пузыри переливаются всеми цветами радуги?

Калейдоскоп цветов, которыми переливаются мыльные пузыри, вызывается сложной структурой…

Что такое лазер?

Лазер — это устройство, создающее узкий пучок интенсивного света. В работе лазера…