Πού έχουμε δει ροπή ή ταχύτητα
Εργαλειοθήκη Εκπαιδευτικού
-
Ο Σκοπός αυτής της Σελίδας
Αυτή η ενότητα Εφαρμογής θα βοηθήσει τους μαθητές να κατανοήσουν πώς εφαρμόζεται ένα μηχανικό πλεονέκτημα στον πραγματικό κόσμο, αναλύοντας τη ροπή και την ταχύτητα των ποδηλάτων. Θα αναλυθούν διαφορετικά γρανάζια ποδηλάτου σε σχέση με τη ροπή και την ταχύτητα.
Πετάξτε πιο γρήγορα ή πετάξτε πιο δυνατά!
Όταν κάνετε ποδήλατο, είναι σημαντικό να διατηρείτε μια συγκεκριμένη ταχύτητα πεταλίσματος (που ονομάζεται επίσης ρυθμός) ανεξάρτητα από ανηφόρες ή επίπεδο δρόμο. Για τη μεταφορά ισχύος από το πεντάλ στους τροχούς απαιτείται η χρήση γραναζιών.
Υπάρχουν δύο σημεία όπου υπάρχουν γρανάζια σε ένα ποδήλατο. Το πρώτο συνδέεται με το πεντάλ, που ονομάζεται αλυσοτροχός. Το δεύτερο σημείο συνδέεται με το πίσω ελαστικό, που ονομάζεται πίσω γρανάζι ή γρανάζι. Τα γρανάζια συνδέονται με αλυσίδα. Η αλυσίδα μεταφέρει την ισχύ που εφαρμόζεται στο πεντάλ στους τροχούς και δημιουργείται ένα μηχανικό πλεονέκτημα με βάση το μέγεθος των γραναζιών που συνδέονται με τα πεντάλ (μπροστινή κασέτα) και τους τροχούς (πίσω κασέτα).
Υπάρχουν διαφορετικά ποδήλατα με ποικίλο αριθμό γραναζιών που ονομάζονται γρανάζια και γρανάζια. Ένα ποδήλατο με μία ταχύτητα διατηρεί ένα σταθερό μηχανικό πλεονέκτημα - οι ταχύτητες που υπάρχουν σε ένα ποδήλατο με μία ταχύτητα δεν θα αλλάξουν ανεξάρτητα από το αν το άτομο κάνει πετάλι σε επίπεδο δρόμο ή σε ανηφόρα. Αυτό σημαίνει ότι το άτομο που κάνει πετάλι πρέπει να ασκεί όλη την πίεση στα πόδια του για να ανέβει λόφους ή να κάνει ποδήλατο πολύ πιο γρήγορα.
Ένα ποδήλατο με πολλαπλές ταχύτητες επιτρέπει στο άτομο που κάνει πετάλι να διατηρεί την ίδια ταχύτητα πεταλίσματος για να προσαρμόζει το μηχανικό του πλεονέκτημα για να επιτυγχάνει διαφορετικά αποτελέσματα. Αυτό επιτρέπει στον ποδηλάτη να ανεβαίνει λόφους ή να ταξιδεύει πιο γρήγορα χωρίς να αλλάζει την ταχύτητα των πεταλιών του.
Ένα ποδήλατο με πολλαπλές ταχύτητες προσφέρει πολλές επιλογές για να χρησιμοποιήσει το μηχανικό πλεονέκτημα προς όφελός του. Ένα ποδήλατο σταματημένο θα ήθελε να χρησιμοποιήσει έναν συνδυασμό ταχυτήτων κατάλληλο για μεγαλύτερη ροπή (δύναμη στροφής) προκειμένου να επιταχύνει από στάση ή να ανέβει έναν μεγάλο λόφο. Ένα μηχανικό πλεονέκτημα για ροπή (μεγαλύτερη ισχύς περιστροφής) επιτυγχάνεται όταν ένα μικρότερο γρανάζι κινεί ένα μεγαλύτερο γρανάζι. Στο πλαίσιο ενός ποδηλάτου, αυτό συμβαίνει όταν το μικρότερο μέγεθος μπροστινού δακτυλίου αλυσίδας συνδυάζεται με το μεγαλύτερο πίσω γρανάζι ή γρανάζι. Ωστόσο, ένα ποδήλατο με μηχανισμό κίνησης για ροπή δεν θα μπορεί να κινηθεί πολύ γρήγορα.
Από την άλλη πλευρά, ένα ποδήλατο που ήδη κινείται και θέλει να φτάσει σε μεγάλη ταχύτητα πρέπει να χρησιμοποιήσει έναν συνδυασμό ταχυτήτων κατάλληλο για μεγαλύτερη ταχύτητα (ρυθμό κίνησης) προκειμένου να επιτύχει υψηλή ταχύτητα χωρίς να χρειάζεται να κάνετε πεντάλ εκατοντάδες φορές ανά λεπτό. Ένα μηχανικό πλεονέκτημα στην ταχύτητα επιτυγχάνεται όταν ένα μεγαλύτερο γρανάζι κινεί ένα μικρότερο γρανάζι. Στο πλαίσιο ενός ποδηλάτου, αυτό συμβαίνει όταν το μεγαλύτερο μέγεθος μπροστινού δακτυλίου αλυσίδας συνδυάζεται με το μικρότερο πίσω γρανάζι ή γρανάζι.
Το να έχουν οι ποδηλάτες ένα μηχανικό πλεονέκτημα κατά την ποδηλασία επιτρέπει στους αναβάτες να αξιοποιήσουν στο έπακρο την ποσότητα ενέργειας που ασκούν. Ένα μηχανικό πλεονέκτημα μπορεί να εφαρμοστεί σε πολλές διαφορετικές καταστάσεις και να γίνει επιθυμητό κατά το σχεδιασμό ενός ρομπότ για έναν διαγωνισμό.