Fuerzas de la bicicleta
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Cuando pisamos los pedales, la fuerza llega a la rueda trasera, que a su vez ejerce una fuerza sobre el suelo. fuerza de acción. La reacción del pavimento es devolver una fuerza sobre la rueda trasera, en la misma dirección pero en sentido contrario. Es decir, siempre hacia delante.
Normalmente, la fuerza de frenado se equilibra en un eje pero es diferente entre los ejes. es decir, la fuerza de frenado entre los frenos izquierdo y derecho de un eje es la misma, pero la fuerza de frenado en el eje delantero puede ser mayor que la del trasero.
La fricción se produce en cualquier movimiento relativo. Cuanto más rugosas sean las superficies en contacto, mayor será la fricción entre ellas. En una bicicleta, la fricción es lo que hace que se mueva cuando pedaleas. Hay fricción entre tu pie/zapatilla y el pedal.
Las fuerzas de transmisión: cuando el ciclista pisa el pedal, la fuerza es transmitida por la biela al eje del plato. La cadena se tensa y transmite el movimiento y la fuerza sobre el piñón y éste transmite la acción al eje de la rueda trasera.
Fuerzas aplicadas a una bicicleta durante un recorrido normal
Hay cuatro fuerzas que actúan sobre un ciclista y determinan la velocidad a la que se mueve: la propulsión, la gravedad, la resistencia a la rodadura y la resistencia aerodinámica. Estas cuatro fuerzas interactúan en varias mezclas con las condiciones en las que el ciclista está montando – viento, terreno, superficie de la carretera, etc. En este blog hablaré de cómo el ajuste de la bicicleta puede afectar a estas fuerzas.
La propulsión es la fuerza (par de torsión) que el ciclista ejerce sobre el brazo de la biela al contraer los músculos. El par de torsión hace que los platos giren produciendo una fuerza en la cadena, luego en los piñones y finalmente en el neumático que entra en contacto con la carretera. Todo ello hace avanzar al ciclista si la fuerza supera las fuerzas que se resisten al movimiento hacia delante.
Los principales factores que crean la fuerza de propulsión de un ciclista son su estado físico – fuerza muscular, capacidad aeróbica y economía – todo ello determinado principalmente por el entrenamiento del ciclista y en cierta medida por su genética. Un buen plan de entrenamiento específico para las necesidades del ciclista debería producir un ciclista más potente.
Física de la fuerza de avance
Además, algunas personas pensaron que el efecto de avance contribuye a la naturaleza de auto-equilibrio de una bicicleta. El efecto caster describe lo que ocurre cuando una rueda tiene su punto de contacto con el suelo situado en un punto diferente de su eje de dirección. Cuando el eje de dirección se mueve hacia delante, el punto de contacto de la rueda se retrasa y la rueda se alinea de forma natural con la dirección del movimiento. Las ruedas pivotantes se utilizan en la parte inferior de las sillas de oficina y los carros de la compra. Si se empuja la silla de oficina en una dirección, las ruedas se alinean de forma natural debido al efecto caster. Se pensó que tener el eje de dirección de la bicicleta detrás del punto de contacto de la rueda con el suelo creaba un efecto caster inverso en el que la bicicleta se alinea detrás de la rueda delantera y esto es lo que mantiene una bicicleta en posición vertical. Aunque los efectos giroscópicos y el efecto caster pueden contribuir al autoequilibrio, no son los principales.
Cuando alguien monta en bicicleta qué fuerzas se aplican para la clase 3
Hemos visto que las bicicletas son inerciales. En ausencia de cualquier empuje o tirón, hacen una de estas dos cosas. En reposo, permanecen en reposo. Cuando están en movimiento, continúan en movimiento, moviéndose en línea recta a la misma velocidad. En mecánica, el comportamiento inercial se describe mediante la primera ley de Newton. En el movimiento es donde las cosas se ponen interesantes, pero al menos en llano, vemos algo que se aproxima al movimiento inercial. Si dejas de pedalear, te quedarás en la costa durante una buena distancia antes de que la aerodinámica, primero, y la resistencia a la rodadura, después, te detengan.
Con el movimiento, entramos en el ámbito de la Segunda Ley de Newton, que modificada para el ciclismo dice que una bicicleta continuará moviéndose inercialmente a menos que haya fuerzas que empujen y tiren de ella. Así que, al montar en bicicleta, ¿cuáles son las fuerzas que debemos tener en cuenta?
Podemos ver que en realidad sólo hay siete fuerzas que tenemos que entender, aunque la eficiencia del ciclo no es una fuerza de empuje y tracción, sino una propiedad del propio ciclo. Podemos agruparlas en varias categorías: de avance, resistivas y gravitacionales. Entraremos en más detalles sobre cada una de ellas, pero por el momento, simplemente queremos entender a alto nivel lo que son.