Отдел продаж
8 (499) 755-89-57
Лодки, запчасти
8 (499) 755-89-57

Чему равна скорость велосипедиста если колесо велосипеда делает 100


Чему равна скорость велосипедиста, если колесо велосипеда делает 100 оборотов в минуту, а его радиус равен 40 см?

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
  • Все категории
  • экономические 42,846
  • гуманитарные 33,434
  • юридические 17,867
  • школьный раздел 596,623
  • разное 16,707

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали?  Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

Велосипедная наука - как работают велосипеды и лежащая в их основе физика

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 18 августа 2019 г.

Если бы вам нужно было выбрать лучшую машину за все время, что бы вы сказали? Если бы мы говорили о машинах, которые помогли распространять знания и обучать людей, вы, вероятно, выберете печатная пресса. Если мы имели в виду изобретения, которые позволяют людям обрабатывать землю и кормить свои семьи, вы могли бы заплатить за плуг или трактор. Если вы считаете, что транспорт действительно важен, вы можете выбрать автомобильный двигатель, паровой двигатель или реактивный двигатель самолета.Но для его чистоты простота, думаю, я бы выбрал велосипед . Это прекрасный пример того, как чисто, научные идеи можно использовать в очень практичном технологии. Давайте посмотрим на науку о циклах - и просто что делает их такими замечательными!

На фото: велосипед - гениально простая форма транспорт, в какой бы точке мира вы ни находились. Что-то вроде 130 миллионов новых велосипедов производятся во всем мире каждый год, и более 90 процентов из них в настоящее время производится в Китае.Фото Роджера С. Дункана любезно предоставлено ВМС США.

Что такого хорошего в велосипедах?

Диаграмма: Сравнение эффективности повседневных машин (приблизительные, ориентировочные значения, выраженные в процентах). За исключением велосипеда, новые технологии (например, дизельные двигатели) обычно более эффективны, чем старые технологии (например, паровые двигатели).

Что так хорошо, так это то, что они быстро доставят вас в места, не поглощая ископаемые виды топлива, такие как бензин, дизельное топливо и уголь, или не создавая загрязнение.Они делают это, потому что очень эффективно преобразуют энергию, производимую нашим телом, в кинетической энергии (энергии движения). Фактически, как вы можете видеть из диаграммы напротив, это самые эффективные транспортные машины, разработанные людьми. Используя силу ваших мышц удивительно эффективным способом, велосипед может преобразовать около 90 процентов энергии, которую вы подаете на педали, в кинетическую энергию, которая движет вас вперед. Сравните это с автомобильным двигателем, который преобразует лишь около четверти энергии бензина в полезную мощность - и при этом производит все виды загрязнения.

Посмотрите на это так: если вы ведете машину, куда бы вы ни пошли, вы тащите кусок металла, который, вероятно, весит в 10–20 раз больше, чем вы (типичный компактный автомобиль весит более 1000 кг или 2000 фунтов). Какая трата энергии! Езжайте на велосипеде, и металл, который вам нужно перемещать с собой, больше равен 6–9 кг (14–20 фунтов) для легкого гоночного велосипеда или 11–20 кг (25–45 фунтов) для горного велосипеда или туриста, что составляет или вашего собственного веса.

Более высокая эффективность означает, что вы можете ехать дальше на том же количестве топлива, что является еще одним большим преимуществом велосипедов, хотя его трудно измерить количественно.Согласно классической книге «Велосипедная наука» Дэвида Гордона Уилсона и др .: «Гоночный велосипедист со скоростью 32 км / ч (20 миль в час) мог бы проехать более 574 километров на литр (1350 миль на галлон США), если бы была жидкая пища с энергетическим содержанием бензина ". Как ни крути, байки просто потрясающие!

Куда уходит ваша энергия?

Мы описали велосипед как машину, и с научной точки зрения это именно то, что это: устройство, которое может увеличивать силу (облегчая идти в гору) или скорость.Это также машина в том смысле, что она преобразует энергию из одной формы (все, что вы ели) в другой (кинетическая энергия вашего тела и велосипеда, когда они едут). Вы, наверное, слышали о законе физики, называемом сохранение энергии, которое говорит, что вы не можете создать энергию из воздуха или заставить ее бесследно исчезнуть: все, что вы можете сделать - это преобразовать его из одного в другое. Так где же энергия вы на велосипеде ездите на самом деле? В научных терминах мы говорим, что это означает «выполнение работы» - но что это означает на практике?

Езда на велосипеде иногда может казаться тяжелой работой, особенно если вы едете в гору.В науке о велоспорте «тяжелая работа» означает, что вам иногда приходится использовать довольно много силы крутить педали на любом расстоянии. Если вы идете в гору, вам нужно работать против сила тяжести . Если вы идете быстро, вы работаете против силы сопротивление воздуха (сопротивление) давит на ваше тело. Иногда бывают неровностей; на дороге, по которой нужно проехать; это требует больше силы и использует энергия тоже (неровности уменьшают вашу кинетическую энергию, уменьшая вашу скорость).

Фото: Велосипеды так хорошо работают с человеческим телом, потому что они используют силу наших больших и очень мощных мышц ног. Лежачие велосипеды (на которых вы ездите лежа) могут выглядеть ультрасовременными и немного странными, но им уже не менее 100 лет. Они быстрее, чем обычные велосипеды, потому что их водители принимают гораздо более аэродинамическую позу, напоминающую трубу, которая сводит к минимуму сопротивление. Поскольку педали находятся выше над землей, шатуны могут быть длиннее, поэтому вы получаете больше рычагов, ваши мышцы могут дольше работать с высокой мощностью и делать это более эффективно.Фото Робина Хиллер-Майлза любезно предоставлено ВМС США.

Но идете ли вы в гору или под гору, быстро или медленно, по гладкой дороге или ухабистый, есть другая работа, которую всегда нужно делать просто чтобы ваши колеса вращались. Когда колесо опирается на землю, выдерживая нагрузку, например, велосипедиста, шина, обернутая вокруг него, оказывается в одних местах раздавлены, в других выпячиваются. По мере того, как вы едете по кругу, разные части шины сжимаются и выпирают по очереди, а резина, из которой они сделаны, тянется и толкается во всех направлениях.Многократно сдавливать шину таким способом немного похоже на замешивание хлеба: для этого требуется энергия - и эта энергия известна как сопротивление качению . Чем больше нагрузка на шину (чем вы тяжелее или больше несете), тем выше сопротивление качению.

Для гоночного велосипеда, который едет быстро, около 80 процентов работы велосипедиста будет уходить на преодоление сопротивления воздуха, а оставшаяся часть будет использована на борьбу с сопротивлением качению; для маунтинбайкера намного медленнее на пересеченной местности, 80 процентов их энергии уходит на сопротивление качению и только 20 процентов теряется на перетаскивание.

Диаграмма: Медленные горные велосипеды тратят большую часть энергии из-за сопротивления качению; более быстрые гоночные велосипеды тратят больше из-за сопротивления воздуха.

О каком количестве энергии мы на самом деле говорим? В Тур де Франс, по мнению увлекательный Анализ, проведенный Training Peaks, показал, что лучшие райдеры имеют в среднем около 300–400 Вт мощности, что составляет примерно 3–4 старомодных 100-ваттных лампы или около 15 процентов мощности, необходимой для работы электрического чайника. Для сравнения, вы можете генерировать около 10 Вт с помощью ручного генератора электроэнергии, хотя Вы не можете использовать один из них очень долго, не уставая.Что это говорит нам? Намного легче генерировать большое количество энергии в течение длительного времени, используя большие мышцы ног, чем используя руками и руками. Вот почему велосипеды такие умные: в них используются самые мощные мышцы нашего тела.

Как работает рама велосипеда

Если вес взрослого составляет 60–80 кг (130–180 фунтов), рама велосипеда должна быть достаточно жесткой, если она не защелкните или пристегните в тот момент, когда гонщик поднимается на борт. Обыкновенный велосипеды имеют рамы из прочной, недорогой трубчатой ​​стали (буквально, полые стальные трубы, содержащие только воздух) или более легкие сплавы на основе стали или алюминия.Гоночные велосипеды, скорее всего, будут сделаны из композитов с углеродным волокном, которые дороже, но прочнее, легче и устойчивы к ржавчине.

Фото: перевернутая А-образная рама велосипеда - это невероятно прочная структура, помогающая распределять ваш вес между передними и задними колесами. Это помогает наклониться вперед или даже встать, когда вы идете в гору, поэтому вы можете применить максимум нажимайте на педали и сохраняйте равновесие.

Вы могли подумать, что рама велосипеда из алюминиевых трубок будет намного слабее. чем тот, что сделан из стали, но только если трубы аналогичны по размеру.На практике каждый велосипед должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать вес гонщика. и нагрузки, которые могут возникнуть при различных видах обращения. Таким образом, алюминиевый велосипед будет использовать трубки с большим диаметром и / или более толстыми стенками. чем велосипед из стальных труб.

Оправа не просто поддерживает вас: ее треугольная форма (часто два треугольника соединяются вместе, образуя ромб) тщательно разработан для распространять твой вес. Хотя седло расположено гораздо ближе к спине руль, вы наклоняетесь вперед, чтобы держаться за руль.Угловой планки в раме предназначены для более или менее разделять ваш вес равномерно между передними и задними колесами. Если вы думаете об этом, это действительно важно. Если весь ваш вес переместился через спину колесо, и вы пытались крутить педали в гору, вы опрокидывались назад; по аналогии, если бы на переднее колесо было слишком много веса, вы бы свалились каблуки каждый раз, когда ты спускался с горы!

Рамы не рассчитаны на стопроцентную жесткость: это сделает езду гораздо менее комфортной. Практически все велосипедные рамы немного прогибаются и гнутся, чтобы поглощать некоторые удары. езды, хотя другие факторы (например, седло и шины) имеют гораздо большее влияние по комфорту езды.Также стоит помнить, что человеческое тело само по себе замечательно эффективная система подвески; катаясь на горном велосипеде по пересеченной местности, вы очень быстро станете знать, как ваши руки могут работать как амортизаторы! Действительно, может быть весьма поучительно посмотреть на тело как продолжение (или дополнение) базовой рамы велосипеда, сбалансированное на ней.

Как работают велосипедные колеса

Фото: Как и автомобильное колесо, велосипедное колесо - это умножитель скорости.В педали и шестерни поворачивают ось по центру. Ось поворачивается только небольшое расстояние, но рычаг колеса означает внешний обод поворачивается намного дальше за то же время. Вот как колесо помогает идти быстрее.

Если вы читали нашу статью о том, как работают колеса, вы будете знать, что колесо и ось, которую оно вращает, - это пример того, что ученые называют простым машина: она умножает силу или скорость в зависимости от того, как вы ее поворачиваете. Велосипед колеса обычно имеют диаметр более 50 см (20 дюймов), что составляет выше, чем у большинства автомобильных колес.Чем выше колеса, тем больше они умножьте свою скорость, когда вы поворачиваете их на оси. Вот почему у гоночных велосипедов самые высокие колеса (обычно диаметром около 70 см или 27,5 дюймов).

Колеса в конечном итоге выдерживают весь ваш вес, но очень интересным образом. Если бы колеса были твердыми, они бы сжались (сжались), когда вы сели на сиденье, и отталкивается, чтобы поддержать вас. Однако колеса у большинства мотоциклов на самом деле состоит из прочной ступицы, тонкого обода и около 24 спиц с высоким натяжением.Велосипеды имеют колеса со спицами, а не цельнометаллические, чтобы сделать их прочными и легкими, а также уменьшить сопротивление. (некоторые райдеры используют плоские «лопастные» спицы или спицы овальной формы вместо традиционных округлых спиц в попытке чтобы сократить сопротивление еще больше).

Важно не только количество спиц, но и способ их подключения между ободом и его ступицей. Как нити паутины или свисающие веревки подвесного моста, колесо велосипеда находится в напряжении - спицы натянуты.Так как спицы перекрещиваются с обода на противоположной стороне ступицы колесо не такое плоское и хлипкое, как кажется, но на самом деле удивительно прочная трехмерная структура. Когда вы садитесь на велосипед, ваш вес давит на ступицы, которые растягивают одни спицы немного больше, а другие - немного меньше. Если вы весите 60 кг (130 фунтов), вам придется толкать около 30 кг (130 фунтов). вниз на каждое колесо (не считая собственного веса велосипеда), а спицы - это то, что предотвращает коробление колес.

Фото: Несмотря на внешний вид, велосипедное колесо не является ни плоским, ни слабым.Ступица намного шире шины, спицы натянуты и перекрещиваются, соединяясь со ступицей по касательной. Все это создает жесткую трехмерную структуру, которая может противостоять скручиванию, короблению и изгибу. Фото Дэвида Даналса любезно предоставлено ВМС США.

Поскольку каждое колесо имеет пару дюжин спиц, вы можете подумать, что каждая спица должна выдерживать только часть общего веса - может быть, всего 1-2 кг (2,2-4,4 фунта), если спиц 30, что может сделать легко. На самом деле, спицы несут нагрузку неравномерно: несколько спиц, которые находятся рядом с вертикалью, несут гораздо большую нагрузку, чем другие.(Среди велосипедистов до сих пор ведутся споры о том, как на самом деле воспринимается нагрузка, и лучше ли представить себе велосипед, висящий на спицах вверху или давящий на спицы внизу.) Как колесо вращается. другие спицы перемещаются ближе к вертикали и начинают нести большую долю нагрузки. Нагрузка на каждую спицу резко возрастает и падает во время каждого вращения колеса, поэтому, в конце концов, после многих тысяч циклов повторяющихся напряжений и деформаций, во время которых каждая спица быстро растягивается и расслабляется, одна из спиц (или ее соединение с колесо или ступица) может выйти из строя из-за усталости металла.Это мгновенно и резко увеличивает нагрузку на оставшиеся спицы, повышая вероятность их выхода из строя и вызывая своего рода эффект «домино», из-за которого колесо прогибается.

Как работают велосипедные передачи

Фото: Шестерня - это пара колес с зубья, которые сцепляются друг с другом для увеличения мощности или скорости. В велосипеде пара шестерен не приводится в движение напрямую, а связана цепь. На одном конце цепь постоянно обвивается вокруг главной шестерни. (между педалями).С другой стороны, он переключается между сериями больших или меньших зубчатые колеса при переключении передач.

Типичный велосипед имеет от трех до тридцать различных шестерен - колеса с зубьями, связаны цепью, что ускоряет работу машины (по прямой) или легче крутить педали (идти в гору). Колеса большего размера также помогают ехать быстрее по прямой, но это большой недостаток, когда дело касается холмов. Это одна из причин, почему горные велосипеды и велосипеды BMX имеют меньшие колеса, чем гоночные велосипеды.Не только шестерни на велосипеде помогают увеличьте мощность педалирования, когда вы идете в гору: педали крепится к главной шестерне парой шатуны: два коротких рычага которые также увеличивают силу, которую вы можете приложить ногами.

Шестерни могут существенно повлиять на вашу скорость. На типичном гоночный байк, например, передаточное число (количество зубьев на педальном колесе, деленное на количество зубцов на тыльной стороне колесо) может составлять 5: 1, поэтому одно нажатие педалей приводит в движение Вы примерно в 10 метрах вниз по улице.Предполагая, что вы можете перемещать только ноги так быстро, вы можете видеть, что шестерни эффективно заставляют вас двигаться быстрее, помогая вам продвигаться дальше при каждом повороте педалей.

Подробнее читайте в нашей основной статье о шестеренках.

Изображение: Велосипеды до передач: Ранние велосипеды, подобные этим (известные как «Пенни Фартингс» или «Высокие колеса») у него было огромное переднее колесо, которое эффективно увеличивало вашу скорость и позволяло очень быстро ехать по прямой. Шестерен не было: переднее колесо крутилось один раз, когда ноги толкали вверх-вниз на рукоятках (педалях).Спускаться под гору было довольно сложно (если не снимать ногу с рукоятки), а в гору - практически невозможно! Фрагмент оригинальной картины Генри «Хай» Сэндхэма 1887 года, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Как работают велосипедные тормоза

Фото: Ободные тормоза: Резиновые колодки (колодки) тормозов этого велосипеда зажимают металлический обод колеса, чтобы замедлить вас. Когда вы теряете скорость, вы теряете энергию. Куда уходит энергия? Он превращается в тепло: тормозные колодки могут сильно нагреваться!

Как бы быстро вы ни двигались, наступает время, когда Вы должны остановить.Тормоза на велосипеде работают с использованием трения ( сила трения между двумя предметами, которые скользят друг мимо друга, пока они трогают). Хотя некоторые велосипеды теперь имеют дисковые тормоза (аналогичные те, что используются в автомобилях), с отдельными тормозными дисками, прикрепленными к колесам, многие до сих пор используют традиционные ободные тормоза с суппортом и башмаками.

При нажатии на тормозные рычаги пара резиновых туфли (иногда называемые блоками) прижимаются к металлическому внутреннему ободу спереди и сзади колеса. Поскольку тормозные колодки плотно трутся о колеса, они поворачиваются. ваша кинетическая энергия (энергия, которую вы имеете потому что ты идешь вместе) в тепло, что замедляет вас.Подробнее об этом читайте в нашей основной статье о тормозах.

Ободные тормоза в сравнении с дисковыми тормозами

Ободные тормоза с приводом от суппорта нажимают на внешний край колеса, где оно вращается быстрее всего, но с наименьшей силой. Это означает, что им требуется относительно небольшое тормозное усилие, чтобы замедлить движение. колеса (так что они могут быть маленькими и легкими), хотя вам все равно придется сильно нажимать, и вам придется прилагать эту силу дольше, чтобы заставить себя и свой велосипед остановиться. Одним из больших недостатков ободных тормозов является то, что они полностью подвергаются воздействию дождя сверху и сбоку и брызг с колес; если тормозные колодки и колеса мокрые и грязные, есть значительная смазка, трение между тормозами и колесами может быть до десяти раз меньше, чем в засушливых условиях (по данным Дэвида Гордона Уилсона Велосипедная наука), и ваш тормозной путь будет намного больше.

Дисковые тормоза работают ближе к ступице, поэтому им необходимо применять большее тормозное усилие, которое может вызвать нагрузку на вилки и спицы, и они оба тяжелее (что может повлиять на управляемость велосипеда) и механически сложнее, но они имеют тенденцию к быть более эффективным в сырую погоду и в грязь.

Просмотрите интернет-форумы о велосипедах, и вы найдете самые разные мнения о том, какой тип тормозов лучше всего подходит для разных типов велосипедов, местности и погодных условий. Некоторым людям нравятся дисковые тормоза, потому что они делают мотоцикл лучше; другим нравятся ободные тормоза, потому что они такие простые и понятные.

Рисунок: Тормоза дисковые (упрощенные). Когда вы нажимаете тормозной рычаг, трос или гидравлическая линия (желтый) воздействуют на суппорты (синие), которые прижимают тормозные колодки к диску, который называется ротором (красный), прикрепленным к колесу. Поскольку суппорты прикреплены к одной из вилок (серый), а тормозное усилие должно проходить через спицы (черные), чтобы остановить колесо, дисковые тормоза подвергают вилки и спицы гораздо большей нагрузке, чем ободные тормоза.

Как работают велосипедные шины

Трение между резиновыми шинами также работает в ваших интересах и дорога, по которой вы едете: это дает вам сцепление, которое делает ваш велосипед легче контролировать, особенно во влажные дни.

Как и автомобильные шины, велосипедные шины не сделаны из цельной резины: они имеют внутренняя трубка заполнена сжатым (сжатым) воздухом. Это означает, что они легче и более упругий, что обеспечивает более комфортную езду. Пневматические шины, как их называют, были запатентованы в 1888 году шотландской изобретатель Джон Бойд Данлоп.

Разные велосипеды имеют разные типы шин. Гоночные велосипеды имеют узкие гладкие шины, рассчитанные на максимальную скорость. (хотя их "тонкий" профиль дает им более высокое сопротивление качению), а у горных велосипедов есть более толстые и прочные шины с более глубоким протектором, большим контактом резины с дорогой и лучшим сцеплением (хотя, будучи шире, они создают большее сопротивление воздуха).

Почему одежда имеет значение

Трение - отличная вещь для тормозов и шин, но это менее приветствуется в другой форме: как сопротивление воздуха, которое замедляет вас. Чем быстрее вы идете, тем больше сопротивление становится проблема. На высоких скоростях гонка на велосипеде похожа на плавание через воду: вы действительно можете почувствовать, как воздух толкает вас и (как мы уже видели) вы тратите около 80 процентов своей энергии на преодоление сопротивления. Теперь велосипед хорош тонкий и обтекаемый, но тело велосипедиста намного толще и шире.На практике тело велосипедиста создает вдвое больше сопротивления, чем их велосипед. Вот почему велосипедисты носят обтягивающую одежду из неопрена и заостренные шлемы для оптимизации и минимизации потерь энергии.

Фото: Гоночные велосипеды имеют два комплекта руля. Внутренний руль позвольте гонщикам уменьшить сопротивление воздуха, прижав локти ближе друг к другу. Фото Бена А. Гонсалеса любезно предоставлено ВМС США.

Вы могли не заметить, но рули велосипеда - это рычаги. тоже: более длинный руль обеспечивает рычаг, облегчающий поворот переднее колесо.Но чем шире вы расставляете руки, тем большее сопротивление воздуха вы создаете. Вот почему у гоночных велосипедов есть два набора рулей, чтобы велосипедист занимает лучшую, наиболее обтекаемую позу. Есть обычные, внешний руль для рулевого управления и внутренний для удержания за Прямо. Использование этих внутренних рулей заставляет руки велосипедиста гораздо более плотное и обтекаемое положение. Большинство велосипедистов теперь носят шлемы как из соображений безопасности, так и из соображений безопасности. аэродинамика.

Велосипеды - это физика в действии

Давайте кратко подведем итог с помощью простой диаграммы, которая показывает все эти различные элементы науки о циклах в действии:

.

Изобретение велосипедов (Полная история)

Велосипеды известны тем, что путешествуют в близлежащие места. Они также улучшают здоровье человека, который регулярно пользуется им вместо велосипедов или автомобилей.

Велосипеды в том виде, в каком мы их знаем сегодня, были изобретены не одним человеком в современном виде. Вместо этого на его разработку ушло около 200 лет, и многие изобретатели внесли свой вклад в его разработку. Слово «велосипед» было не первым названием велосипедов. Но за время своего развития они получили множество имен; название велосипед было принято позже.

Беговая машина - первая модель велосипеда

Беговая машина

Первый известный велосипед с поддающимся проверке рекордом был создан немецким изобретателем Барном Карлом фон Драйсом. Это был двухколесный велосипед, приводимый в движение человеком. У него не было лопастей, коленчатого вала и резиновых шин, как у современных велосипедов. Вместо этого у этих ранних велосипедов была деревянная рама и деревянные шины. Их можно было привести в движение, только упираясь ногами в землю. Этот первый велосипед назывался «беговая дорожка» - иногда его также называли «лошадкой-хобби».

Г-н Дрейс получил свой первый патент в 1818 году. Затем был получен еще один патент в Париже, где его велосипед получил название «Велоципед». Velocipede стал очень популярным во Франции, но долго не мог удерживать свою популярность. Наконец, после 1820 года велосипеды стали редко встречаться.

Boneshaker

Boneshaker

Пьер Мишо сделал очень важное усовершенствование бегового тренажера (велосипеда). Он ввел в нее педали, прикрепленные к оси переднего колеса.Появление педалей на какое-то время сделало велосипед снова знаменитым. Но прославился недолго.

.

Полное руководство по велосипедным передачам и переключениям для начинающих велосипедистов

Переход с односкоростного велосипеда на велосипед с несколькими передачами - большой шаг. Вам нужно не только научиться переключать передачи, вы также должны узнать, какие передачи использовать, и выяснить, когда переключаться на какую передачу!

Я напомнил об этом, когда получил просьбу о помощи…

У меня 28 скоростей, и то, что я знаю, когда переключить и на какую передачу, сводит меня с ума! Мне нужен идиотский гид по переключению передач! Помогите!!!

Ну вот и все! Вот «Руководство полного идиота по велосипедным передачам и переключениям» , в котором объясняется все, что нужно знать новичку об использовании многоскоростного велосипеда.

Введение в механизмы и терминологию

С тех пор, как велосипеды поставлялись с более чем одной звездочкой спереди и сзади, их обычно называли количеством предлагаемых комбинаций передач. Например, шоссейный велосипед с двумя передними звездами и пятиступенчатой ​​муфтой свободного хода сзади имел «10 скоростей», поскольку пять задних звездочек можно было согласовать с любой из двух передних звезд. (2 × 5 = 10, это простая математика.)

Но как только вы узнаете больше о передаче, вы поймете, что это действительно запутанный способ описания вещей.Итак, для начала давайте разберемся с терминологией:

Передние звездочки, прикрепленные к шатуну, называются звездочками . Если у вас две звезды (большая и маленькая), такая установка называется «двойной». Если у вас три звезды (большая, средняя и маленькая), у вас тройная установка.

Блок шестерен на заднем колесе представляет собой обгонную муфту или кассету. Если у вашего велосипеда пять передач сзади, вероятно, у него есть обгонное колесо .Если у вашего велосипеда восемь-десять передач сзади, у него есть кассета . Каждое кольцо на кассете обозначается как cog . (В этой статье нет разницы между муфтой и кассетой, так что не беспокойтесь об этом.)

В этой статье в качестве примера будет взят современный горный велосипед с тремя передними звездами и 8-скоростной кассетой. Некоторые люди назвали бы это «24-скоростной», но большинство заядлых велосипедистов и веломехаников называют это просто «8-скоростной».”

Узнайте, как работают переключатели и переключатели передач

Наличие передач не принесет вам никакой пользы, если вы не поймете, как работает переключение, так что взгляните на это…

Переключение передач начинается с рычагов переключения передач , которые обычно расположены на руле рядом с ручками. Когда вы перемещаете один из рычагов переключения передач, трос тянет или отпускает один из переключателей , который перемещает цепь с одной передачи на другую.

В типичных установках левый переключатель согласован с передним переключателем (таким образом, он переключается между звездочками.) Правый переключатель согласован с задним переключателем (который переключается между зубьями на кассете).

Давайте сначала поговорим о рычагах переключения («манетки»)…

На каждом переключателе будут цифры, указывающие, на какой передаче вы находитесь (это индикатор передачи ). В этом примере наш левый переключатель показывает числа 1-3, а наш правый переключатель показывает 1-8.

Чем меньше число, тем легче будет передача. Итак, если оба индикатора передач показывают «1», значит, вы находитесь на самой легкой передаче, которую предлагает велосипед.Если левый переключатель находится в положении 3, а правый - в положении 8, то вы находитесь на самой тяжелой передаче на байке.

На левом переключателе вы увидите числа, обозначающие, на какой передаче вы находитесь - 1, 2 или 3. Номер 1 соответствует маленькому кольцу, 2 - среднему кольцу, а 3 - большому кольцу. Для передних звездочек большие звезды равны более жесткой передаче .

На правом переключателе все цифры 1-8. Номер 1 соответствует самому большому винту, а номер 8 - самому маленькому зубцу.Когда дело доходит до кассеты, зубцы большего размера равны более легкой передаче .

Не забываем о переключателях ...

Это простая часть, потому что как только вы переключаете рычаги, трос переключения передач будет передавать ваши инструкции переключателю.

При переключении передач клетка переключателя (через которую проходит цепь) перемещается в любую сторону. Допустим, вы переключили передний переключатель на более легкую передачу. Передний переключатель сместится влево, тем самым «сбив» цепь с цепи на меньшую звезду.Пока переключатели настроены правильно, они будут выполнять свою работу точно так же, и вы можете сосредоточиться на переключении!

Типы переключателей

Прежде чем перейти к переключению передач и выбору передач, давайте кратко рассмотрим различные типы переключателей. (Мы сосредоточимся на трех типах, которые наиболее распространены на современных велосипедах.)

Первая, рычаг переключения . При этом типе переключения рычагов нет. Вы переключаетесь, поворачивая часть рукоятки вперед или назад, в зависимости от того, хотите ли вы более сложную или легкую передачу.Освоить его очень просто, поэтому он продается на большинстве горных велосипедов в ценовом диапазоне от 100 до 300 долларов.

Примечание. На изображениях в этой статье изображены рычаги переключения передач.

Второй, триггерные манетки . Они также очень распространены на горных велосипедах, но также и на шоссейных велосипедах в другой форме. (Обычно их называют Shimano RapidFire или Shimano STI.)

В этом случае у вас будет два «спусковых крючка» рядом с каждой рукояткой руля. На каждом переключателе есть два триггера, потому что триггеры перемещаются только в одном направлении.

На левом триггерном переключателе маленький триггер переключается на меньшую звезду для облегчения переключения. Более крупный рычаг переключения передач переключится на большую звезду для более жесткой передачи.

На правом триггерном переключателе маленький триггер переключается на меньшую шестеренку, что дает вам более жесткую передачу. Более крупный рычаг переключения передач переключается на более крупную шестерню, что облегчает передачу.

(Триггерные манетки звучат сложно, но они не проблема, если немного потренироваться с ними.)

Основные принципы выбора передач

Теперь вы знакомы с основами работы переключателей и переключателей, так что давайте перейдем к выбору передач.

Самое главное здесь то, что не существует такого понятия, как «правильная» передача . Выбор снаряжения зависит от множества факторов, не в последнюю очередь от комфорта. На самом деле, передача - это личное предпочтение , поэтому вы и ваши друзья, вероятно, будете ездить на разных передачах, даже если вы едете с одинаковой скоростью по одной и той же дороге.

Тем не менее, одна вещь, на которую следует обратить внимание, - это ваша частота вращения педалей . Каденс - это другое слово, обозначающее скорость вращения педалей (в основном, скорость вращения ног по кругу). Она измеряется в оборотах в минуту или «оборотах в минуту».

Cadence важен, потому что он напрямую влияет на ваш уровень комфорта. Медленное вращение педалей обычно означает, что вы используете слишком жесткую передачу, и мышцы ног быстро устают. Это также может повредить ваши колени. Хорошее практическое правило - поддерживать достаточно высокую частоту вращения педалей, обычно в диапазоне 75-90 об / мин.(Вот как считать свою частоту вращения педалей.)

Но помимо комфорта и частоты вращения педалей, середина вашего диапазона передач - хорошая отправная точка . Предположим, вы начинаете движение по ровной дороге в легком или умеренном темпе (на «24-скоростном» велосипеде). Вы должны быть в среднем кольце (2) спереди и примерно четвертой по величине зубчатой ​​передаче (4) в сзади.

(Слева изображена хорошая умеренная передача.)

Чтобы внести небольшие изменения в вашу скорость, вам нужно будет переключить задний переключатель.Если вам нужно двигаться немного быстрее, переключитесь на шестеренку меньшего размера (5, 6 или 7.) Если вы хотите замедлить темп, перейдите на более крупную шестерню (1, 2 или 3.)

Но если вы выйдете на крутой подъем или длинный спуск, вам нужно будет сделать большой прыжок на вашей передаче. Поэтому вместо переключения заднего переключателя вы сначала переключаете передний переключатель.

Пример правильного переключения

Вот пример того, как можно переключать передачи во время поездки на велосипеде.В начале вы находитесь в среднем кольце и одной из средних шестеренок. Затем…

Допустим, вы поднимаетесь на крутой холм. Вы переключитесь на малую переднюю звезду (1). Если эта передача не достаточно проста, , затем , вы переключите задний переключатель на большую шестерню (1, 2 или 3.)

Как только вы достигнете вершины холма, и дорога станет ровной, вы можете пойти вперед и снова переключить задний переключатель на шестерню немного меньшего размера, переходя к цифре 3 или 4. Затем пришло время переключить передний переключатель обратно на среднее кольцо. (2.) Если дорога остается ровной, вы можете остаться на этой передаче или снова переключить задний переключатель, переключившись на 5 или даже 6.

Но затем, когда вы спускаетесь на спуск, вам нужно сильно переключить передачи, поэтому вы переместите передний переключатель на большое кольцо (3.) Это должно дать вам хорошую передачу. Если вам нужна более жесткая передача, вы можете переключить задний переключатель на самые маленькие шестерни, 7 и 8.

По мере изменения дороги повторяйте этот процесс.

Просто запомните: Переключение левого переключателя имеет большое значение , а переключение правого переключателя - это точная настройка выбора передачи. .Вы будете переключать правый переключатель (для заднего переключателя) гораздо чаще, чем левый переключатель.

На что обращать внимание

Если вы проследили процесс постепенного переключения передач , вы могли заметить, что мы использовали только около 12 различных комбинаций передач, тогда как на самом деле байк предлагает 24. Почему?

Что ж, ваш «24-скоростной» велосипед не предназначен для использования всех передач. Некоторые комбинации передач очень грубые и иногда опасные.

Видите ли, вам нужно, чтобы ваша цепь двигалась по прямой , чтобы велосипед ехал плавно. Вы делаете это, используя определенные комбинации передач и избегая других. (Прямая линия цепи изображена в предыдущем разделе.)

Например, если вы используете малую переднюю звезду, вы захотите использовать четыре самых больших зубца, номера 1-4. Когда вы находитесь на средней передней звезде, вы можете использовать большинство шестеренок, но я бы остановился на числах 1-6. Когда вы используете большую переднюю звезду, вы должны использовать самые маленькие шестерни, 6-8.Благодаря этому ваша цепочка будет ровной.

Если вы используете экстремальные комбинации шестерен, такие как маленькое кольцо и наименьший зубец или большое кольцо и самый большой зубец, это называется перекрестной цепью . Из-за этого цепь находится под слишком большим углом, что приводит к ее быстрому износу. (Обычно при этом вы слышите какой-то скрежет, исходящий от цепи.) Это также увеличивает вероятность того, что цепь упадет с велосипеда.

Когда переходить (еще несколько указателей)

Чтобы переключаться плавно и легко и поддерживать постоянную удобную частоту вращения педалей, нужно предвидеть ваши смены .Это похоже на приведенный выше пример.

Если вы приближаетесь к крутому подъему на холм, вам нужно переключиться на более легкую передачу. до вам нужно. Чем круче холм, тем больше передач вы захотите переключить вниз.

Если вы подождете, пока вы едва сможете крутить педали, прежде чем переключиться на пониженную передачу, вам будет нелегко взобраться на холм!

Аналогичным образом, если вы спускаетесь под гору, постепенно увеличивайте скорость по мере увеличения скорости. Не ждите, пока ваши ноги закружатся как сумасшедшие!

Еще одна вещь, которую следует ожидать, - это запуск после остановки.Если вы едете на большой передаче, вам нужно переключиться на более низкую передачу, когда вы замедляете движение и останавливаетесь. Если вы остановитесь, пока еще работаете на большой передаче, будет очень сложно начать снова!

Но если вы предвидите это и переключитесь на пониженную передачу перед остановкой, вы сможете легко начать движение.

Техника правильного переключения передач

Переключение - это нечто большее, чем просто поворачивание рычагов. Сдвиг требует точной координации между руками и ногами; чем лучше вы координируете свои движения, тем плавнее будут ваши смены.

Основной принцип здесь заключается в том, что вы должны крутить педали, чтобы велосипед сместил . Цепь должна двигаться вперед, чтобы переключатели могли выполнять свою работу, поэтому всегда нажимайте педаль при переключении.

Но есть небольшая хитрость. Для плавного переключения передач нужно крутить педали легко и мягко. . Это называется «мягкое педалирование».

Если вы нажимаете педали слишком сильно, сила вашей ноги будет преобладать над переключателями, и переключения не будет, только скрежет! (Подумайте об этом, ваши ноги большие и мускулистые, а переключатели и цепь - просто маленькие кусочки металла.)

Итак, вот как сменить:

При перемещении переключателя рукой одновременно ослабьте нажатие педали на один ход. Вы должны услышать и почувствовать плавное переключение. Затем вы можете возобновить вращение педалей с полной силой. Не волнуйтесь, вы расслабляетесь только на секунду, поэтому вы не потеряете скорость только из-за мягкого нажатия педалей.

Вот и все. Большинство людей, у которых возникают проблемы с переключением передач, просто должны попробовать мягко крутить педали. Распространенное заблуждение, что вам нужно крутить педали резко и быстро, чтобы переключить передачу.Правильное переключение передач на самом деле требует противоположного подхода!

Просто иди и потренируйся…

Начало работы (Практика ведет к совершенству)

Теперь, когда вы знаете, что делать, пора это сделать. Но сначала не помешает сделать несколько тренировочных пробежек!

Первое, что я бы сделал, это вручную перебрал шестерни. Просто подпереть велосипед так, чтобы заднее колесо не касалось земли (если у вас нет ремонтной стойки, просто повесьте велосипед на ветке дерева или что-то в этом роде), а затем переключайте передачи, одновременно крутя педали другой рукой.

Как только вы увидите его в действии, отправляйтесь на пустую парковку и катайтесь по кругу. Вы просто хотите «почувствовать» переключение, чтобы оно стало вашей второй натурой. Вы хотите иметь возможность кататься и обращать внимание на то, что вас окружает, без необходимости смотреть на переключателей.

Не расстраивайтесь, если это займет время, мы все были там в один прекрасный момент! Нелегко перейти с одной скорости на 24 или 27!

(Думайте об этом, как о вождении автомобиля с механической коробкой передач - большинство людей не знают, как это сделать!)

Леви Блум - опытный спортсмен на выносливость, который тренируется и участвует в соревнованиях более 17 лет.Бывший гонщик на шоссейных и горных велосипедах категории 1 (профессиональный класс на региональной трассе), теперь он является тренером по велоспорту (сертификация по велоспорту в США, уровень 3) и тренером по спортивному питанию (сертификация по точному питанию, уровень 1).

Возможно вам понравится
Тренер Леви, 25 сентября 2008 г. / Навыки велоспорта, навыки горного велосипеда, Статьи о шоссейном велосипеде .

Кто изобрел велосипед? | Живая наука

Вы могли подумать, что у такого простого изобретения, как велосипед, было бы несложное прошлое. Но, как выяснилось, это очень популярное изобретение имеет историю, полную споров и дезинформации. Хотя истории о том, кто изобрел велосипед, часто противоречат друг другу, одно можно сказать наверняка - самые первые велосипеды не были похожи на те, которые вы видите сегодня на улице.

Первые известные итерации колесного транспортного средства, приводимого в движение человеком, были созданы задолго до того, как велосипед стал практичным средством передвижения.По данным Международного велосипедного фонда (IBF), в 1418 году итальянский инженер Джованни Фонтана (или де ла Фонтана) сконструировал устройство с приводом от человека, состоящее из четырех колес и веревочной петли, соединенных шестернями.

В 1813 году, примерно через 400 лет после того, как Фонтана построил свое колесное устройство, немецкий аристократ и изобретатель по имени Карл фон Драйс начал работу над своей собственной версией Laufmaschine (беговой машины), четырехколесного транспортного средства с приводом от человека. Затем, в 1817 году, Дрейс представил двухколесное транспортное средство, известное под многими именами по всей Европе, в том числе Дрейзен, лошадь денди и лошадь для любителей.

Любопытные изобретения

Дрейс построил свою машину в ответ на очень серьезную проблему - нехватку настоящих лошадей. В 1815 году на горе Тамбора в Индонезии произошло извержение, и облако пепла разлетелось по всему миру, что привело к снижению глобальной температуры. По данным журнала Smithsonian, урожай был неурожаем, а животные, в том числе лошади, умерли от голода.

Лошади-хобби Дрейса были далеки от аэродинамических скоростных машин, которыми сегодня являются велосипеды. При весе 50 фунтов. (23 кг), этот предок велосипеда имел два деревянных колеса, прикрепленных к деревянной раме.Гонщики сидели на обитом кожаной обивкой седле, прибитом к раме, и управляли автомобилем с помощью элементарного набора деревянных рулей. Не было ни шестеренок, ни педалей, так как гонщики просто толкали устройство вперед ногами.

Дрейс привез свое изобретение во Францию ​​и Англию, где оно стало популярным. Британский производитель автобусов по имени Денис Джонсон продал свою собственную версию, названную «пешеходными программами», лондонским аристократам, ищущим удовольствий. Лошади-любители пользовались успехом в течение нескольких лет, прежде чем им запретили ходить на тротуары как опасность для пешеходов.По данным Национального музея американской истории (NMAH), мода прошла, и к 1820-м годам автомобили стали редко видеть.

Рисунок из немецкой энциклопедии 1887 года, посвященный различным велосипедам, пенни-фартингам и другим транспортным средствам, приводимым в движение человеком. (Изображение предоставлено: общественное достояние.)

Шейкеры и копейки

Велосипеды вернулись в начале 1860-х годов с появлением деревянной конструкции с двумя стальными колесами, педалями и фиксированной зубчатой ​​передачей. Храбрых пользователей этого раннего устройства, известного как велосипед (быстрая ступня) или «шейкер для костей», предстояло нелегко.

Вопрос о том, кто изобрел велосипед с его революционными педалями и системой передач, немного неясен. Немец по имени Карл Кех утверждал, что он был первым, кто прикрепил педали к лошади-любителю в 1862 году. Но первый патент на такое устройство был выдан не Кеху, а Пьеру Лаллеману, французскому производителю экипажей, который получил патент США на двухколесное транспортное средство с кривошипными педалями 1866 года, по данным NMAH.

В 1864 году, до получения патента на свое транспортное средство, Лаллеман публично выставил свое творение, что может объяснить, как Эме и Рене Оливье - два сына богатого парижского промышленника - узнали о его изобретении и решили создать собственный велосипед.Вместе со своим одноклассником Жоржем де ла Буглисом молодые люди наняли кузнеца и изготовителя экипажей Пьера Мишо для создания деталей, необходимых для их изобретения.

Мишо и братья Оливье начали продавать свой велосипед с педалями в 1867 году, и это устройство стало хитом. Из-за разногласий по поводу дизайна и финансов компания, которую Мишо и Оливье основали вместе, в конечном итоге распалась, но принадлежащая Оливье Compagnie Parisienne продолжала жить.

К 1870 году велосипедисты пресытились громоздкой конструкцией костотрясения, популяризированной Мишо, и производители ответили ей новыми конструкциями.Также к 1870 году металлургия достигла такого уровня развития, что велосипедные рамы можно было делать из металла, который, согласно IBF, был прочнее и легче дерева.

Одной из популярных моделей была высокая колесная машина, известная также как «пенни-фартинг» из-за размера колес. (Фартинг - это британская монета, которая стоит четверть пенни.) Пенни-фартинг показал более плавный подъем, чем его предшественник, благодаря твердым резиновым шинам и длинным спицам. Передние колеса становились все больше и больше, поскольку производители поняли, что чем больше колесо, тем дальше можно проехать за один оборот педалей.Любитель верховой езды мог получить колесо размером с длинные ноги.

К сожалению, большой дизайн передних колес, отстаиваемый жаждущими острых ощущений молодыми людьми, многие из которых участвовали в гонках на этих хитростях в недавно основанных велосипедных клубах по всей Европе, был непрактичным для большинства гонщиков. Если всаднику нужно было внезапно остановиться, инерция переносит всю штуковину на переднее колесо и приземляет всадника на голову. По мнению IBF, именно здесь появился термин «взятие заголовка».Энтузиазм по поводу мелочей оставался слабым, пока английский изобретатель Джон Кемп Старли не придумал выигрышную идею «безопасного велосипеда» в 1870-х годах. [См. Также: Толкователь: как велосипедисты достигают сверхвысоких скоростей?]

Старли начал успешно продавать свои велосипеды в 1871 году, когда он представил велосипед «Ариэль» в Великобритании, положив начало роли этой страны как лидера велосипедных инноваций для многих предстоящие десятилетия. Старли, пожалуй, наиболее известен своим изобретением колеса с касательными спицами в 1874 году.

Это амортизирующее переднее колесо было значительным улучшением колес, которые использовались на более ранних велосипедах, и впервые в истории помогло сделать езду на велосипеде (в некоторой степени) комфортным и приятным занятием. Колеса Starley также сделали байк намного легче, что стало еще одним практическим улучшением по сравнению с предыдущими версиями.

Затем, в 1885 году, Старли представил «Ровер». «Ровер» Старли с колесами почти одинакового размера, центральным шарниром рулевого управления и дифференциалом с цепным приводом стал первой практичной версией велосипеда.

По данным NMAH, количество используемых велосипедов резко выросло с 200 000 в 1889 году до 1 миллиона в 1899 году.

Поначалу велосипеды были относительно дорогим хобби, но массовое производство сделало велосипед практичным вложением средств для рабочего, который затем мог ездить на работу и возвращаться домой. Велосипед предоставил тысячам людей возможность индивидуального и независимого передвижения и обеспечил большую гибкость в проведении досуга. Поскольку женщины стали массово ездить верхом, потребовались кардинальные изменения в женской моде.Не было суеты и корсетов; были в шароварах, так как они давали женщине больше подвижности, позволяя ей прикрывать ноги длинными юбками.

Велосипеды также частично улучшили дорожные условия. По мере того, как все больше американцев начали ездить на велосипедах, для которых требовалось более гладкое дорожное покрытие, чем у конных транспортных средств, организации велосипедистов начали призывать к улучшению дорог. К ним часто присоединялись железнодорожные компании, которые хотели улучшить связи между фермерами, другими предприятиями и железнодорожной станцией.

Согласно NMAH, велосипед оказал непосредственное влияние на появление автомобилей. Позднее велосипедные детали были включены в автомобильные детали, включая шариковые подшипники, дифференциалы, стальные трубы и пневматические шины.

Многие пионеры автомобилестроения были первыми производителями велосипедов, в том числе Чарльз Дурье, Александр Винтон и Альберт А. Поуп. Кроме того, Уилбур и Орвилл Райт были производителями велосипедов, прежде чем обратили внимание на аэродинамику. Гленн Кертисс, еще один пионер авиации, тоже начинал как производитель велосипедов.

Однако по мере роста популярности автомобилей интерес к велосипедам пошел на убыль. Кроме того, по данным NMAH, электрические железные дороги заменили боковые дороги, изначально построенные для велосипедистов. Количество производителей сократилось в начале 1900-х годов, и на протяжении более 50 лет велосипед использовался в основном только детьми.

Возрождение интереса взрослых произошло в конце 1960-х годов, так как многие люди стали рассматривать езду на велосипеде как не загрязняющее окружающую среду средство передвижения и отдыха.По данным NMAH, в 1970 году в Соединенных Штатах было произведено почти 5 миллионов велосипедов, и около 75 миллионов водителей использовали 50 миллионов велосипедов, что сделало езду на велосипеде ведущей в стране для отдыха на природе.

Женский безопасный велосипед 1889 года. (Изображение предоставлено: общественное достояние.)

Велосипеды сегодня

Ежегодно производится более 100 миллионов велосипедов, согласно BicycleHistory.net, и в настоящее время используется более 1 миллиарда велосипедов. мир.

Человек, идущий сегодня в магазин велосипедов, сталкивается с бесчисленным множеством вариантов. Рамы конструируются и изготавливаются из разных материалов в зависимости от того, где можно ездить на велосипеде. Гонщики могут выбирать тип тормозов, количество передач, форму сиденья, положение и изгиб руля, а также наличие подвески или ее отсутствие.

Есть возможности для езды на велосипеде по многим поверхностям, от неровных, грунтовых и каменистых дорог до гладких городских дорог с твердым покрытием. Колеса бывают разных размеров и толщины для езды по каждой из этих поверхностей, в то время как рамы обычно изготавливаются из стали, алюминия, титана или углеродного волокна, а иногда даже из таких материалов, как бамбук.

Велосипеды могут иметь от одной до 33 передач. Существует бесчисленное множество типов сидений - от коротких узких сидений для гонок до широких сидений с мягкой подушкой для комфортной езды. Можно добавить подвеску для более плавного движения по ухабистым дорогам.

Некоторые велосипеды можно складывать, чтобы упростить путешествие или хранение. У некоторых нет сидений, и они больше похожи на эллиптический тренажер в спортзале; некоторые с прикрепленными колясками для езды на велосипеде с маленькими детьми, а некоторые даже поставляются с электродвигателями.

Дополнительный отчет подготовили Рэйчел Росс, участник Live Science, и Тим Шарп, редактор справочной информации.

Дополнительные ресурсы

.

Смотрите также

Возврат к списку