Có bánh xe lớn hơn có nghĩa là ít nỗ lực đạp?

Giả sử rằng chúng ta đang sử dụng một chiếc xe đạp bánh răng cố định và chiều rộng của các bánh xe là như nhau, tôi tự hỏi, có bánh xe lớn hơn có nghĩa là tôi cần ít nỗ lực hơn để đi từ điểm A đến điểm B trong môi trường đô thị không? Tôi đang suy nghĩ dựa trên công thức tính chu vi:

Trong đó r là bán kính của bánh xe đạp. Ngoài ra, khi nhìn vào gif này để hình dung theo chiều dọc của chu vi:

Dường như có bánh xe lớn hơn sẽ đưa bạn từ điểm A đến điểm B trong một khung cảnh đô thị với ít vòng quay của bánh xe, nhưng điều đó cũng có nghĩa là tôi cần phải làm việc ít hơn để đến đó? Còn khó khăn thì sao? Có bánh xe lớn hơn giúp / làm tổn thương đạp xe lên dốc?

Giả sử một con đường hoàn toàn trơn tru và bỏ qua trọng lượng của các bánh xe, điều đó không có gì khác biệt: bạn vẫn cần phải làm cùng một lượng công việc. Về cơ bản, bánh xe lớn hơn cho bạn tỷ lệ bánh răng cao hơn, do đó, tăng gấp đôi đường kính của bánh xe có nghĩa là bạn chỉ cần xoay chúng một nửa lần, vì vậy bạn chỉ cần xoay bàn đạp gấp rưỡi, nhưng bạn cần phải ấn mạnh gấp đôi vào chúng.

Nhưng, trong thực tế, có những giới hạn cho những gì bạn có thể làm. Nếu bạn cần nâng 100kg gỗ, việc nâng 10kg gỗ cùng một lúc sẽ dễ dàng hơn, mặc dù toàn bộ công việc được thực hiện giống như khi bạn nâng toàn bộ lô cùng một lúc. Tương tự như vậy, bạn sẽ có hiệu quả hơn về mặt sinh lý (và thoải mái!) Đạp với một số nhịp và lực nhất định.

Bánh xe lớn hơn lăn qua va chạm tốt hơn. Là một thí nghiệm dễ nghĩ, hãy xem xét một cái hố có chiều rộng bằng với đường kính của bánh xe của bạn. Rõ ràng, bánh xe sẽ rơi ngay xuống hố. Nhưng nếu bạn xem xét một bánh xe có đường kính gấp đôi, nó sẽ chỉ rơi một chút vào hố khi nó bắc qua nó.

Tuy nhiên, trên thực tế, không có nhiều kích cỡ bánh xe để lựa chọn. Hoặc bạn có được một chiếc xe đạp gấp với bánh xe nhỏ, hoặc bạn có được một chiếc xe đạp không gấp với bánh xe có đường kính khoảng 62cm / 29in (hoặc khoảng 56cm / 26in cho xe đạp leo núi).

Công việc là lực lượng khoảng cách lần.

Một bánh xe lớn hơn không quay nhiều như vậy, nhưng thay vào đó bạn phải cung cấp nhiều lực hơn để xoay nó. Không có sự bảo tồn thoát năng lượng.

Ngoài ra, tôi biết bạn đã nói thiết bị cố định, nhưng hãy nhớ rằng thiết lập đa tốc độ về cơ bản thực hiện giống như bạn đang đưa ra giả thuyết, nhưng thay vì thay đổi kích thước bánh xe, nó làm thay đổi mối quan hệ vận tốc mô-men xoắn giữa bánh xe và tay quay.

Kích thước bánh xe chỉ là một phần của phương trình kết nối nhịp đạp với khoảng cách đường. Bánh răng có thể thay đổi tỷ lệ này (gần như) là tốt.

Ngay cả trong một fixie, bạn có thể có được một thiết bị thấp hơn hoặc cao hơn bằng cách thay đổi các con quay, do đó làm cho chiếc xe đạp phù hợp hơn với địa hình bằng phẳng hoặc đồi núi.

Nếu bạn quyết định rằng bạn không thể sửa đổi các con quay của một chiếc fixie, thì kích thước bánh xe (thực sự khó thay đổi hơn nhiều so với con quay) sẽ ảnh hưởng đến nhịp trong một tốc độ nhất định.

Về công việc: ở bất kỳ tỷ lệ nào trên bàn đạp, công việc thể chất là hoàn toàn giống nhau. Có thể rất khó (thậm chí là không thể) đạp rất nhanh hoặc rất chậm vì những hạn chế của con người.

Tỷ số bánh răng chỉ cho phép một người giữ nhịp mà cơ thể con người có thể hoạt động tốt hơn.

Nếu bạn đặt bánh răng ưa thích, thì kích thước bánh xe sẽ chỉ ảnh hưởng đến sự thoải mái (bánh xe lớn hơn có thể vượt qua những bất thường trên đường trong một con đường thẳng hơn) và trọng lượng (bánh xe lớn hơn có phần nặng hơn).

Không, nó phụ thuộc vào thiết bị nào là thiết bị cố định của bạn. Bánh xe lớn với bánh răng thấp (cố định) tương tự như bánh xe nhỏ với bánh răng cao (cố định).

"Bánh răng" cố định là tỷ lệ giữa số bánh răng ở mặt trước với số bánh răng ở mặt sau (mà theo tôi đoán, có thể thay đổi từ xe đạp sang xe đạp).

Ngoài ra tôi mong muốn bánh xe lớn làm cho nó khó hơn, không dễ dàng hơn. Bánh xe cao một inch rất dễ xoay (nhưng không đi rất xa hoặc rất nhanh). Ngược lại, bánh xe cao một dặm sẽ đòi hỏi rất nhiều nỗ lực để quay.

Hai điều cần xem xét là quan trọng hơn đường kính bánh xe về hiệu quả của xe đạp.

Chỉnh sửa: về nghiên cứu lý luận của tôi rất sai về tỷ lệ trọng lượng ... Thảo luận về trọng lượng bánh xe

• chiều rộng lốp

Lốp xe rộng hơn đã tăng khả năng chống lăn, nhưng sẽ làm phẳng các điểm không hoàn hảo trên mặt đường tốt hơn so với lốp mỏng, dẫn đến hiệu quả tổng thể tốt hơn.

Thảo luận về chiều rộng lốp

Nhìn vào xu hướng của các đội đua xe đạp chuyên nghiệp đối với lốp xe rộng hơn.

Nếu bạn nghĩ về tất cả các lý do trên về kích thước và tỷ lệ bánh răng, vv nói rằng năng lượng cần thiết sẽ giống nhau, nó có ý nghĩa. Tôi đồng ý. Nhưng nếu bạn không ở đây để cho thấy bạn thông minh đến mức nào, và thêm lực hấp dẫn vào phương trình, các bánh xe cố định nhỏ hơn sẽ thắng, bởi vì cả hai đều dễ dàng đi xuống đồi. Ok, tôi biết bạn có thể đi nhanh hơn với bánh xe lớn hơn, nhưng bạn có thể tự do với cả hai, do đó trọng lực đang làm việc cho bạn. Mặt khác, trọng lực trừng phạt những bánh xe cố định lớn hơn đi lên đồi. Đó là thực tế! Boyaka!

tl; dr: Không, trên thực tế bánh xe lớn hơn có thể có nghĩa là nhiều nỗ lực hơn

Trả lời một câu hỏi tương tự như thế này cho phép tôi được nhận vào học tại học viện quý của tôi. Tôi sẽ cố gắng không để quá kỹ thuật, ở đây chúng tôi đi.

Bạn đang rất đúng khi nói rằng C(chu vi) là trong thực tế 2 lần PIlần r(bán kính chụp bánh xe) và nếu chúng ta ẩn các hằng số chúng ta có thể yên tâm nói rằng Clà tỷ lệ thuận với r.

Trong tiếng Anh đơn giản, khoảng cách được bao phủ (không phân biệt điều kiện đường xá, có thể là đường đô thị, lượn sóng hoặc thậm chí nghiêng) thay đổi trực tiếp theo bán kính của bánh xe.

Bây giờ, hãy nghĩ về nó, bạn có thể bao gồm 100 dặm với hầu như không có nỗ lực nếu bạn đang ngồi trong một chiếc xe buýt. Bản thân bạn nhận ra đi lên dốc sẽ khó khăn, tại sao? 1 mét là 1 mét theo mọi hướng, rõ ràng có nhiều việc phải "làm việc" hơn là chỉ khoảng cách được bảo hiểm.

Vì vậy, khi nói đến nỗ lực, chúng ta cũng phải nói về lực và không chỉ là sự dịch chuyển hoặc khoảng cách được bảo hiểm.

Bây giờ, công việc được thực hiện là sản phẩm chấm (nghĩ về nó như là phép nhân thông thường với một số chuông và còi bổ sung) của lực và chuyển vị. Trong trường hợp (hơi đặc biệt) của chúng tôi, đường kính / bán kính của bánh xe tăng lên ngụ ý rằng chúng ta cần phải dùng nhiều lực hơn để xoay nó (sẽ chỉnh sửa n phương trình chèn ngay khi tôi học MathJAX)

Nói một cách dễ hiểu, bánh xe lớn ngụ ý nỗ lực nhiều hơn để xoay bánh xe, ngay cả khi chúng ta coi bánh xe là hoàn toàn không trọng lượng.