Funcion de una bicicleta

LA CIENCIA DE LA BICICLETA
1. Fuerzas y movimientos
Para comprender las fuerzas que intervienen y los movimientos que se desarrollan cuando nos desplazamos en bicicleta vamos a repasar los mecanismos de transmisión que se emplean:
• Plato o corona: es la rueda dentada o engranaje delantero del sistema de transmisión. Se conecta al pedal a través de la biela; y al piñón, a través de una cadena.• Pedales: La fuerza que con los pies se realiza sobre los pedales, se aplica a través de la biela sobre el plato.
• Cadena: Conecta las ruedas dentadas que forman el engranaje, transmitiendo la fuerza y el movimiento desde el plato hacia el piñón.
• 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.
•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.

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 unafuerza que ejerce la Tierra sobre ambos y que actuan verticalmente y hacia abajo produciendo una acción sobre el suelo. P = mg, donde m es la masa en kg y g es la intensidad de la gravedad, aproximadamente 10 Newton/kg. Por ejemplo a un ciclista que con su bicicleta tuviera una masa de 100 kg le corresponderá un peso de 1000 N.
• Las fuerzas de reacción: El suelo recibe el peso de todo el sistemay a la vez ejerce fuerzas de reacción sobre las dos 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 mediante la biela al eje del plato. La cadena se tensa y transmite el movimiento y la fuerza sobre el piñon y este transmite la acción al eje de la rueda trasera.
• Lafuerza de rozamiento y la fuerza impulsora: La rueda trasera, al girar en sentido horario empuja al suelo hacia atras mediante el rozamiento. La reacción del suelo es la que impulsa a la bicicleta hacia adelante. Como cuando remamos en una barca. Empujamos al agua hacia atrás y está por efecto de reacción nos ayuda a avanzar.
• Fuerzas de rozamiento del aire y de los rodamientos: Hemos visto que elrozamiento de la rueda con el suelo ayuda a avanzar. A la vez el contacto entre dos objetos en movimiento relativo produce un rozamiento que actua en contra del movimiento. Para un ciclista la fuerza de rozamiento de mayor importancia que debe evitar es el rozamiento con el aire.

Vamos a calcular desarrollos y velocidades

• Sistema plato-piñon- Como hemos visto, junto con la cadena sirvende 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 aproximadamente f= 60 revoluciones o pedaleos por minuto, equivalente a una vuelta por segundo.
• Multiplicación- Es la relación entre el número dedientes del plato y del piñón M=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= 3 m
• Desarrollo- Distancia queavanza la bicicleta por cada vuelta de plato. Depende M y de L. Se puede calcular multiplicando estas dos magnitudes, D=M x L = 2 x 3 = 6 m
• Velocidad- Distancia en metros que recorre la bicicleta cada segundo.
————> v= D x f = 6.1 = 6 m/s que equivale a 22 km/h.
El desarrollo más corto que puede montarse en una bicicleta de montaña hoy por hoy suele ser de 0,64 (plato de 22 dientes y piñón...