Ciencia de la bicicleta
1. Fuerzas y movimientos
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Plato o corona: es la rueda dentada o engranaje delantera del sistema de transmisión. Se conecta al pedal a través de la biela; y al piñón, a través de una cadena.
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Pedales: La fuerza que con los pies se realiza sobre los pedales, se aplica a través de la biela sobre el plato.
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Cadena: Conecta las ruedas dentadas que forman el engranaje, transmitiendo la fuerza y el movimiento desde el plato hacia el piñón.
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Piñón: Es la rueda dentada trasera del sistema. A través del eje, transmite la fuerza y el movimiento a la rueda trasera de la bicicleta.
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Biela: Es el eje que une el pedal con el plato. Transmite al plato o corona el movimiento y la fuerza que ejerce el pie del ciclista sobre el pedal. Cuanto más larga sea la biela , menor será la fuerza que deberá hacer la persona.
a) Las fuerzas.
Son las acciones que se ejercen y que pueden producir equilibrio o cambio en el movimiento.
- La fuerza de la gravedad: El peso del ciclista y de la bicicleta es una fuerza que ejerce la Tierra sobre ambos y que actuan verticalmente y hacia abajo produciendo una acción sobre el suelo. P = mg
- Las fuerzas de reacción: El suelo recibe el peso de todo el sistema y a la vez ejerce fuerzas de reacción sobre las dso ruedas de la bicicleta verticalmente y hacia arriba que equilibran al peso. R1+R2 = P.
- Las fuerzas de trasmisión: Cuando el ciclista empuja el pedal, la fuerza se transmite mediant ela biela al eje del plato.La cadena se tensa y transmite el movimiento al piñon que actua sobre el piñon y este transmite la acción al eje de la rueda trasera.
- La fuerza de rozamiento y la fuerza impulsora:
- Fuerzas de rozamiento del aire y de los rodamientos:
- Sistema plato piñon- Junto con la cadena sirven de mecanismo para transmitir la fuerza y el movimiento. Con los cambios podemos selecionar un plato y un piñón determinado. Por ejemplo podemos poner el plato con 44 dientes y un piñon con 22 dientes.
- Frecuencia de pedaleo-Normalmente suele ser de f= 60 revoluciones o pedaleos por minuto, equivalente a una vuelta por segundo.
- Multiplicación- Es la relación entre el número de dientes del plato y del piñón N/n = 44/22= 2. Determina cuantas vueltas da el piñon por cada vuelta del plato.
- Diametro de la rueda trasera- Sirve para calcular cuanto avanza la bicicleta por cada vuelta de piñón que es la longitud de la circunferencia, En bicicletas de paseo es de 960 mm = 0,96 m. La circunferencia tiene una logintud aproximada, L= 3,14 x d
- Desarrollo- Distancia que avanza la bicicleta por cada vuelta de plato. Depende M y de L. Se puede calcular multiplicando estas dos magnitudes, D=M x L
- Velocidad- Distancia en metros que recorre la bicicleta cada segundo. v= M x L x f . Donde L lo expresamos en metros, f en segundos.
d) Energías La energía: mide la capacidad de uns sitema para producir cambios. La energia se puede transmitir de unos cuerpos a otros y se puede transformar. La energía se conserva. La energía interna. El ciclista tiene energía interna almacenada en sus músculos. Esta energía procede de los alimentos y que almacenada en sustancias químicas. La energía cinética: El ciclista al pedalear susmistra energía de movimiento a la bicicleta que se denomina energía cinética. La energía potencial: Está es una forma de energía que aumenta cuando subimos a una cierta altura. Al dejarno caer por una cuesta se transforma la energía potencial en energía cinética. Ocurre lo contrario cuando con impulsados a una cierta velocidad ascendemos un cuesta. Disipación de la energía: Cuando frenamos observamos que debido al rozamiento se produce calor. Tambien el rozamiento con el aire y en los rodamientos se produce calor. Este calor es se transmite la ambiente y es energía que ya no es util. Decimos que la energía se ha disipado.
e) El dinamo. Se usa para producir corriente eléctrica de forma autonoma y alimentar la bombilla del faro. La dinamo tiene en su interior un iman que gira al acoplarse a la rueda. Este movimiento del iman produce en un enrollamiento de cobre en forma de bobina una corriente elétrica. El fenomeno se conoce como inducción electromagnética.
f) Nuevos materiales Aluminio y titanio Fibra de carbono
Con información de: http://sabeycontesta.blogspot.com