Treten Sie schneller oder stärker!

Beim Fahrradfahren ist es wichtig, eine bestimmte Tretgeschwindigkeit (auch Trittfrequenz genannt) unabhängig von Hügeln oder flacher Straße beizubehalten. Um Kraft vom Pedal auf die Räder zu übertragen, müssen Gänge verwendet werden.

Es gibt zwei Stellen, an denen Zahnräder auf einem Fahrrad vorhanden sind. Das erste ist mit dem Pedal verbunden, das als Kettenblatt bezeichnet wird. Die zweite Stelle ist mit dem Hinterreifen verbunden, der als hinteres Zahnrad oder Kettenrad bezeichnet wird. Die Zahnräder sind durch eine Kette verbunden. Die Kette überträgt die am Pedal anliegende Kraft auf die Räder und ein mechanischer Vorteil entsteht aufgrund der Größe der mit den Pedalen (vordere Kassette) und Rädern (hintere Kassette) verbundenen Gänge.

Es gibt verschiedene Räder mit unterschiedlichen Gangzahlen, die als Kettenblätter und Kettenräder bezeichnet werden. Ein Einzelgang-Fahrrad hat einen festen mechanischen Vorteil - die Gänge, die sich auf einem Einzelgang-Fahrrad befinden, ändern sich nicht, unabhängig davon, ob die Person auf einer flachen Straße oder einem Hügel in die Pedale tritt. Das bedeutet, dass die Person, die in die Pedale tritt, ihre Beine voll belasten muss, um Hügel zu erklimmen oder viel schneller zu fahren.

Ein mehrgängiges Fahrrad ermöglicht es der Person, die in die Pedale tritt, die gleiche Pedalgeschwindigkeit beizubehalten, um ihren mechanischen Vorteil anzupassen, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen. Dies ermöglicht es dem Fahrer, Hügel zu erklimmen oder schneller zu fahren, ohne die Tretgeschwindigkeit zu ändern.

Ein Fahrrad mit mehreren Gängen bietet viele Möglichkeiten, den mechanischen Vorteil zu seinem persönlichen Vorteil zu nutzen. Ein Fahrrad im Stillstand möchte eine Getriebekombination verwenden, die für mehr Drehmoment (Drehkraft) geeignet ist, um von einem Stopp aus zu beschleunigen oder einen großen Hügel zu erklimmen. Ein mechanischer Drehmomentvorteil (mehr Drehkraft) wird erzielt, wenn ein kleineres Zahnrad ein größeres Zahnrad antreibt. Im Zusammenhang mit einem Fahrrad geschieht dies, wenn die kleinste vordere Kettenblattgröße mit dem größten hinteren Zahnrad oder Ritzel gepaart wird. Ein Fahrrad, das auf Drehmoment ausgelegt ist, kann sich jedoch nicht sehr schnell bewegen.

Auf der anderen Seite muss ein Fahrrad, das sich bereits bewegt und eine schnelle Geschwindigkeit erreichen möchte, eine Getriebekombination verwenden, die für mehr Geschwindigkeit (Bewegungsgeschwindigkeit) geeignet ist, um eine hohe Geschwindigkeit zu erreichen, ohne hunderte Male pro Minute in die Pedale treten zu müssen. Ein mechanischer Geschwindigkeitsvorteil wird erreicht, wenn ein größeres Zahnrad ein kleineres Zahnrad antreibt. Im Zusammenhang mit einem Fahrrad geschieht dies, wenn die größte vordere Kettenblattgröße mit dem kleinsten hinteren Zahnrad oder Ritzel gepaart wird.

Mit einem mechanischen Vorteil beim Radfahren können Fahrer das Beste aus der Menge an Energie herausholen, die sie aufwenden. Ein mechanischer Vorteil kann in vielen verschiedenen Situationen angewendet werden und wird bei der Konstruktion eines Roboters für einen Wettbewerb wünschenswert.