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幾個單車物理與數學問題?

雖然只花了點時間爬文,但是沒有爬到心中疑問的解答!!
以下是我的幾個問題:

1. 同輛車,假設鏈條-飛輪-大盤完美平行下, 相同齒比(ex. 4), 44T/11T 與 56/14T 差別會在哪? (踩踏的力道會不一樣? or 沒差? 或有其他差異)

2. 大盤曲柄的長度, 同一輛車若裝 160mm 跟 170mm 曲柄 會有什麼差別? (力矩不一樣? or 踩踏的轉動圓周不一樣,但力矩沒差? 或會有其他方面差異?)

3. 騎車重心位置 靠近後輪(大屁坐下)vs.靠近前輪(前趴) 不考慮風阻的話,後輪受壓大或前輪受壓大,會有什麼差別? (可就速度或踩踏施力上面討論,或有更多的方面可以討論)

麻煩01上面的魔王們,指點一下~~
THX~~~
2008-08-05 11:53 發佈
小弟不才,試答如下,若有謬誤,願有能人能不吝指教!

chingmao wrote:
1. 同輛車,假設鏈條-飛輪-大盤完美平行下, 相同齒比(ex. 4), 44T/11T 與 56/14T 差別會在哪? (踩踏的力道會不一樣? or 沒差? 或有其他差異)
齒比相同的話,踩踏力道完全一樣,沒差~
踩踏力道除了跟齒比有關外,跟輪徑亦有關係~


chingmao wrote:
2. 大盤曲柄的長度, 同一輛車若裝 160mm 跟 170mm 曲柄 會有什麼差別? (力矩不一樣? or 踩踏的轉動圓周不一樣,但力矩沒差? 或會有其他方面差異?)
力矩不同,Torque=F X R,力矩=施力x力臂,同樣踩踏力量,施力相同,但是力臂增加,力矩增加。換句話說,可以用較小的力量得到相同力矩,推動曲柄。
但是,在踩踏高點,較長的曲柄對膝蓋的負擔越大(需要更多的彎曲)


chingmao wrote:
3. 騎車重心位置 靠近後輪(大屁坐下)vs.靠近前輪(前趴) 不考慮風阻的話,後輪受壓大或前輪受壓大,會有什麼差別? (可就速度或踩踏施力上面討論,或有更多的方面可以討論)
速度、踩踏施力的感覺小弟無法回答!但是常因此改變重心是為了上下坡。上陡坡時,不前傾有翹孤輪可能,下坡時,屁股稍微離開座墊後傾,是為了更好的穩定性,以免重心在前,前輪遇窟窿容易翻車!
一般騎平路的時候,身體壓低有利於風阻的降低~
不羈的靈魂,明天要去哪裡流浪?
針對第1題

我用auto cad 畫了44T/11T 與 56/14T,它們齒比一樣,但是鍊條與2軸的夾角不同

用力學來算應該會有些不同


其實有個問題,那就是跟齒盤、飛輪的尺寸有沒有關係?

因為是由大齒盤帶動後面的飛輪,假設齒比是4,表示大盤轉一圈,飛輪轉4圈~

這樣算下來,大盤的半徑即飛輪的4倍~

如果是這樣的比例關係,夾角跟齒數應該是沒有關係吧?

其實這也是一種桿杆原理,省力即費時,費力即省時~

我不知道可否這樣簡化哩?
不羈的靈魂,明天要去哪裡流浪?
44T/11T 與 56/14T

這2個齒比都是4,一樣是大盤轉一圈,飛輪轉4圈

踩踏的曲柄是一樣

可是大盤的直徑與鍊條夾角不同

是否施力會一樣這我就不清楚了
henry999 wrote:
這2個齒比都是4,一樣是大盤轉一圈,飛輪轉4圈
踩踏的曲柄是一樣...(恕刪)


56/14 可以預期齒感的感覺會少很多
個人的經驗,11T比較容易感覺踩踏齒感

chingmao wrote:
2. 大盤曲柄的長度, 同一輛車若裝 160mm 跟 170mm 曲柄 會有什麼差別? ...(恕刪)


短1點的曲柄,比較容易拉回轉速,也比較不容易讓膝蓋受傷,身材不高的人,應該要考慮適當的曲柄長度
chingmao wrote:
雖然只花了點時間爬文,但是沒有爬到心中疑問的解答!!
以下是我的幾個問題:

1. 同輛車,假設鏈條-飛輪-大盤完美平行下, 相同齒比(ex. 4), 44T/11T 與 56/14T 差別會在哪? (踩踏的力道會不一樣? or 沒差? 或有其他差異)

2. 大盤曲柄的長度, 同一輛車若裝 160mm 跟 170mm 曲柄 會有什麼差別? (力矩不一樣? or 踩踏的轉動圓周不一樣,但力矩沒差? 或會有其他方面差異?)

3. 騎車重心位置 靠近後輪(大屁坐下)vs.靠近前輪(前趴) 不考慮風阻的話,後輪受壓大或前輪受壓大,會有什麼差別? (可就速度或踩踏施力上面討論,或有更多的方面可以討論)

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THX~~~

不小心翻到舊文章,蠻有趣的,亂回一下~
1.單看前、後齒,齒比相同,出力即相同,但若看整車加上輪徑會有不同。驅使車輪向前需克服車輪與地面的摩擦力,對於驅動輪(後輪)來說,輪徑大表示相同的地面磨擦力會產生較大的力矩,使得大輪徑在啟動時會較耗能。
2.力臂長度當然與出力有關,要傳達相同扭矩到飛輪,力臂長的施力小。
3.腳踏車的驅動輪是後輪,若在後輪施加較多的地面正向力可以確保動力輸出不浪費,若驅動輪的正向力少到某個程度就會產生動力打滑,浪費動力並且傷輪胎。

以上突發奇想~
chingmao wrote:
1. 同輛車,假設鏈條-飛輪-大盤完美平行下, 相同齒比(ex. 4), 44T/11T 與 56/14T 差別會在哪? (踩踏的力道會不一樣? or 沒差? 或有其他差異)


純理論看的話, 56>44 ,理由:離心力較大。

但是這個差異恐怕小到難以測量 . . .


第二個問題:

這差異很大,請依照你的身材挑選曲柄,曲柄越長你的回轉就越大,如果你的腳不夠長,這樣會造成多餘的出力。

另外,曲柄變長時,下死點離地會更近,如育地面不平,踏板卡到路面的機率將會大增,轉彎時也要小心是否會摩擦到地面導致摔車。


第三個問題:

這根本不是問題,騎車的時候重心不會在前也不會在後,而是在踏板上。

我們講攻姿,是因為可以降低風阻跟增加大腿活動空間,藉此可以提高出力,用更多的肌群踩踏,但是重心仍就試放在踏板上的。
www.cycliving.com
關於第一個問題.....

在腿力可負荷的狀況下,
做的「功」相同,但是「力」應該會不同,要細算才知道。
「功」和「力」是不一樣的東西!

這有點像汽車「馬力」和「扭力」的差別。
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