Велосипед может доставить вас так далеко, как вы хотите, не тратя ни копейки на ископаемое топливо. А если вы катаетесь достаточно регулярно, это дает легкую для тела форму упражнений. Велосипеды используют чистую силу ваших мышц — кинетическую энергию — для движения велосипеда вперед. Велосипеды, возможно, одна из самых эффективных машин, используемых сегодня, представляют собой простой пример физики движения.
Рама распределяет вес
Источник: Philly Pedals
Благодаря оригинальной конструкции рама велосипеда состоит из полых стальных труб, металлических сплавов или композитных труб из углеродного волокна, образующих две треугольные формы, которые распределяют вес велосипедиста между передними и задними колесами. Сиденье велосипеда расположено по направлению к заднему колесу, что позволяет наклоняться вперед, чтобы ухватиться за руль. Руль прикреплен к валу, который находится над частью рамы, прикрепленной к оси на переднем колесе, что позволяет поворачивать его в нужном направлении.
Структура колеса
Велосипедное колесо, самая простая из машин, вращается вокруг оси, прикрепленной к раме, которая позволяет ему поворачиваться, толкая велосипедиста вперед при нажатии педали. Размер велосипедного колеса или выбранная передача уменьшают или увеличивают вращение педалей, необходимое для перемещения велосипеда. Велосипедные колеса обычно имеют большую окружность, чем у автомобилей — не менее 20 дюймов в поперечнике. Чем выше колеса, тем выше скорость, когда колеса включают свою ось с помощью педали. Колеса, поддерживаемые внутренними спицами, выдерживают вес водителя. На колесах установлены резиновые шины и камеры, заполненные сжатым воздухом. Пневматические шины также помогают смягчить езду.
Шестерни увеличивают скорость
Велосипеды имеют от одной до 30 шестерен — маленьких звездочек с зубьями, прикрепленных к заднему колесу велосипеда, — связанных цепью с шатуном, приводимым в действие педалями. Множество передач разного размера на задней оси, которые переключаются рычагом переключения на руле или в другом месте на велосипеде и выровнены переключателем, позволяют водителю ехать быстрее на прямых дорогах и переключаться на другие передачи, чтобы крутить педали в гору. При переключении передач переключатель перемещает свое положение относительно другой передачи или звездочки, что заставляет цепь двигаться к этой звездочке при изменении скорости вращения педалей. Чем больше звездочка, тем сильнее крутить педали, тем меньше звездочки требуют более легкого, но более быстрого вращения педалей. Педали, прикрепленные к рукоятке, расположены напротив друг друга, что помогает увеличить силу, которую ваши ноги прикладывают при включении велосипеда.
Торможение трением
Трение заставляет велосипед двигаться вперед по дороге, когда он цепляется за тротуар, а трение также останавливает велосипед, когда это необходимо. Чтобы остановить велосипед с трением, нужно нажать на рычаг возле ручки, чтобы активировать тормозную систему. При нажатии на рычаг он натягивает трос, который закрывает тормозной суппорт, прижимающий резиновые тормозные колодки к ободу колеса. Старые велосипеды с одной передачей требовали, чтобы гонщик нажимал педали назад, чтобы остановить велосипед. Не все велосипеды сделаны одинаково, в них используются разные рамы, колеса, шестерни и шины с разным протектором для использования во время катания на горных велосипедах, гонках или туризме.