Wie funktionieren Fahrräder?

Millionen von Menschen auf der ganzen Welt benutzen Fahrräder. Die Leute fahren mit dem Fahrrad, um Sport zu treiben, zu pendeln, Pakete auszuliefern, an Rennen teilzunehmen oder einfach nur zum Spaß zu fahren. Radfahren mag für manche einfach erscheinen, aber es ist eigentlich ziemlich kompliziert. Sowohl der Fahrer als auch das Motorrad spielen eine wesentliche Rolle in diesem Prozess, der eigentlich eher eine Wissenschaft als eine Kunst ist. Wie fährt sich dieses zweirädrige Objekt?

Zusammensetzung des Fahrrads

Fahrradrahmen, Griffsystem (einschließlich Vordergabel, Griff), Fahrradrahmen, Vorder- und Hinterräder, Kettensystem, Bremsen, Kotflügel, Klingeln und anderes Zubehör, Sportfahrräder haben auch vordere und hintere Schaltsysteme.

Funktionsweise von Fahrradbremsen

Egal wie schnell Sie in die Pedale treten, Sie müssen immer anhalten. Bremsen an Fahrrädern arbeiten mit Reibung. Während einige Fahrräder jetzt mit Scheibenbremsen ausgestattet sind, verwenden viele immer noch traditionelle Bremssattelbremsen mit Schuhen.

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Der Lenker eines Fahrrads ist eigentlich eine Art Hebel. Längere Lenker bieten Hebelwirkung, was es einfacher macht, das Vorderrad des Fahrrads zu schwenken. Je weiter Sie Ihre Arme voneinander entfernt haben, desto mehr Luftwiderstand erzeugen Sie. Die typischen äußeren Teile des Lenkers sind zum Lenken und die inneren Teile zum Gleiten.

WieFahrradRahmenwerk

Zugegeben, wenn eine Person mit einem Gewicht von 140-170 Pfund das Fahrrad benutzt, darf das Fahrrad nicht beschädigt werden. Das bedeutet, dass der Rahmen des Fahrrads sehr steif sein muss. Bei herkömmlichen Fahrrädern besteht der Rahmen aus starkem, billigem Stahlrohr (eigentlich hohle Stahlrohre mit nichts als Luft darin) oder leichterem Stahl oder Aluminiumlegierungen.

Viele Leute denken vielleicht, dass ein Fahrradrahmen aus Aluminiumrohren viel schwächer wäre als ein Stahlrahmen. Dies gilt nur, wenn die Röhren ähnlich groß sind. Tatsächlich muss jedes Fahrrad stark genug sein, um hohe Gewichte zu tragen. Daher verwendet ein Aluminiumfahrrad einen größeren Durchmesser oder ein dickeres Rohr als ein Stahlfahrrad.

Wie bicycle RäderArbeit

Da jedes Rad 24 Speichen hat, tragen sie in der Praxis ein ungleichmäßiges Gewicht. Insbesondere die Speichen, die sich in der Nähe der Vertikalen befinden, sind einer viel größeren Belastung ausgesetzt als die anderen Speichen, wenn sich das Rad dreht.

Je näher sich die Speichen der Vertikalen bewegen, desto mehr Verformungen sind sie ausgesetzt. Die Last, der jede Speiche ausgesetzt ist, steigt und nimmt mit jeder Umdrehung des Rades dramatisch ab. Nach Tausenden solcher Zyklen kann immer wieder eine der Speichen versagen. Das führt zu einer sofortigen Erhöhung der Belastung der verbleibenden Speichen. Als solche werden sie eher durch eine Art "Domino" -Effekt beschädigt. Infolgedessen wird das Fahrradrad verzogen.

EinDas Rad und die Achse, um die es sich dreht, ist ein gutes Beispiel für die "einfache Maschine", auf die sich Wissenschaftler oft beziehen. Fahrradräder haben in der Regel einen Durchmesser von über 50 Zentimetern (20 Zoll), sind höher als die meisten Autoräder und multiplizieren Kraft oder Geschwindigkeit, je nachdem, wie Sie sie drehen. Je höher die Räder, desto schneller drehen sie sich. Deshalb haben Rennradräder den größten Durchmesser (ca. 70cm oder 27,5 Zoll).

WieFahrradausrüstung Arbeit

Die Gänge sind kettengebunden, so dass Sie schneller (eine gerade Linie hinunter) oder leichter (bergauf) fahren können. Es ist auch ein Beispiel für eine einfache Maschine. Zahnräder können erstaunliche Änderungen in Ihrer Geschwindigkeit bewirken. Zum Beispiel, wenn die Übersetzung eines Rennwagens 5: 1 ist, wird eine Runde der Pedale Sie etwa 35 Fuß (10 m) auf der Straße bringen. Wenn Sie Fahrrad fahren, bewirkt die Trittkraft, die Sie erzeugen, dass die Gänge des Fahrrads das Hinterrad drehen.

Diese täuschend einfache zweirädrige Maschine nutzt Schwung, Kraft und Reibung und wandelt diese Energie in die Kraft um, die den Fahrer an sein Ziel bringt. Egal, ob Sie die Physik eines Fahrrads oder eine Klasse mit einer einfachen Maschine unterrichten, es gibt viele Übungen, die Sie auf dem Fahrrad lernen können.