Lompat ke isi utama

Di Mana Kita Telah Melihat Torsi atau Kecepatan

Ikon Kotak Alat Guru Kotak Alat Guru - Tujuan Halaman Ini

Bagian Terapkan ini akan membantu siswa memahami bagaimana keuntungan mekanis diterapkan di dunia nyata dengan menganalisis torsi dan kecepatan sepeda. Berbagai gigi sepeda akan dianalisis dalam kaitannya dengan torsi dan kecepatan.

Gambar close-up rantai sepeda yang menghubungkan pedal dan roda depan untuk menunjukkan penerapan keuntungan mekanis di dunia nyata.
Rantai dan gir sepeda

Kayuh Lebih Cepat atau Kayuh Lebih Kuat!

Saat mengendarai sepeda, menjaga kecepatan kayuhan tertentu (juga disebut irama) terlepas dari tanjakan atau jalan datar adalah hal yang penting. Untuk mentransfer daya dari pedal ke roda melibatkan penggunaan roda gigi.

Ada dua tempat di mana roda gigi berada pada sepeda. Yang pertama terhubung ke pedal, disebut chainring. Tempat kedua terhubung ke ban belakang, disebut roda gigi belakang atau sproket. Roda gigi dihubungkan dengan rantai. Rantai mentransfer daya yang diterapkan pada pedal ke roda dan keuntungan mekanis dibuat berdasarkan ukuran roda gigi yang terhubung ke pedal (kaset depan) dan roda (kaset belakang).

Ada berbagai sepeda dengan jumlah roda gigi yang bervariasi yang disebut rantai dan gir. Sepeda dengan gigi tunggal tetap memiliki keuntungan mekanis tetap - gigi yang ada pada sepeda dengan gigi tunggal tidak akan berubah, baik saat orang tersebut mengayuh di jalan datar maupun menanjak. Artinya, orang yang mengayuh harus mengerahkan seluruh tenaganya ke kaki agar dapat mendaki bukit atau bersepeda lebih cepat.

Sepeda multi-gigi memungkinkan orang yang mengayuh mempertahankan kecepatan mengayuh yang sama untuk menyesuaikan keuntungan mekanis mereka guna mencapai hasil yang berbeda. Hal ini memungkinkan pengendara untuk mendaki bukit atau melaju lebih cepat tanpa mengubah kecepatan kayuhan mereka.

Sepeda dengan banyak gigi memberikan banyak pilihan untuk menggunakan keuntungan mekanis demi keuntungan pribadi mereka. Sepeda yang sedang berhenti akan ingin menggunakan kombinasi gigi yang sesuai untuk torsi (daya putar) yang lebih besar agar dapat berakselerasi dari keadaan berhenti atau mendaki bukit besar. Keuntungan mekanis untuk torsi (daya putar lebih besar) tercapai ketika roda gigi yang lebih kecil menggerakkan roda gigi yang lebih besar. Dalam konteks sepeda, ini terjadi ketika ukuran rantai depan terkecil dipasangkan dengan roda gigi atau sproket belakang terbesar. Akan tetapi, sepeda yang dilengkapi dengan torsi tidak akan dapat bergerak dengan sangat cepat.

Di sisi lain, sepeda yang sudah bergerak dan ingin mencapai kecepatan tinggi perlu menggunakan kombinasi gigi yang disesuaikan untuk kecepatan yang lebih tinggi (laju gerak) agar dapat mencapai kecepatan tinggi tanpa harus mengayuh ratusan kali per menit. Keuntungan mekanis untuk kecepatan tercapai ketika roda gigi yang lebih besar menggerakkan roda gigi yang lebih kecil. Dalam konteks sepeda, hal ini terjadi ketika ukuran rantai depan terbesar dipasangkan dengan roda gigi atau sproket belakang terkecil.

Memiliki keuntungan mekanis saat bersepeda memungkinkan pengendara mendapatkan hasil maksimal dari jumlah energi yang mereka keluarkan. Keuntungan mekanis dapat diterapkan dalam banyak situasi berbeda dan menjadi diinginkan saat merancang robot untuk kompetisi.