토요일빼고 하루 한개씩 포스팅 됩니다~
제가 생각하는 예상답변입니다. 본인의 생각과 한번 비교해 보세요~
실생활에서 일어나는 현상에 대한 이유는 정답이 없습니다. 논리적인 근거를 토대로 타당한 것이 답이 되는것이죠.
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※ 여기서는 자전거 기어의 원리를 간단하게 설명합니다. 전 고물자전거만 타봐서 고급 라이딩을 해본적은 없지만, 자료를 좀 찾아볼까 했더니 실제 전문적인 주행에서는 기어의 원리를 넘어선 기술적인 무언가가 있더군요. 제가 용어가 이해가 안돼서 그런부분은 생략했습니다. 혹시 자전거 전문가분께서 계시면 트랙백을 좀 해주시면 감사하겠습니다.
어떤 자전거는 차값을 호가한다.
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자전거를 탔던 기억을 떠올려보시라. |
자전거를 타보신 분들은 아시겠지만, 요즘 자전거에는 기어가 있습니다. 기어를 좀 조작하면 오르막길도 편하게 갈 수 있는것을 느끼죠.
그런데 과연 그게 편한 것일까요?
예민한 분들은 눈치채셨겠지만, 다리에 힘이 덜 들어가서 그렇지 훨씬 더 많이 페달을 밟아야 하는것을 느끼셨을겁니다.
우리는 라이딩을 할때 많은 힘을 주고 페달을 10번을 밟아서 올라갈 지, 적은 힘을 주고 페달을 20번 밟아서 올라갈 지를 결정해야 합니다.
그것도 안되면 걸어올라가야된다.
비슷한 예로, 산꼭대기까지 올라가는데 최단경로를 돌파해서 올라가면 빠르기는 하겠지만 많은 힘이 들고, 나선형으로 돌아서 올라간다면 산책하는 기분으로 올라갈 수는 있겠지만 시간이 엄청 더 오래걸릴 것입니다.
세상에 공짜는 없다는 말처럼, 과학에도 공짜란 없습니다.
무언가를 얻기위해서는 항상 그만큼의 댓가를 치뤄야하는 법이죠.
| 자전거 동력전달의 원리 |
사람이 페달을 밟아서 앞으로 페달을 밀어주는 힘을 F1, 페달 축에서 페달까지의 거리를 r1, 기어가 도는 각속도를 w1
앞기어로 전달된 힘이 F2, 페달 축에서 앞기어까지의 거리를 r2, 기어가 도는 각속도를 w2
뒷기어로 전달된 힘을 F3, 뒷기어 축에서 뒷기어까지의 거리를 r3라고 하면, 기어가 도는 각속도를 w3
라고 하면 각속도는 다음과 같은 규칙이 적용됩니다. (2004년 홍익대학교 논술문제)
페달이 돌아가는 각속도와 앞기어가 도는 속도가 같으며,
앞기어와 뒷기어가 체인이 맞물리는 속도v는 같으므로 아래와 같으므로,
회전력인 토크는 힘과 축으로부터 힘까지의 거리의 곱으로 정의됩니다.
기어에서 토크와 각속도 사이에는 다음공식이 성립하므로, (에너지보존법칙)
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결론 |
그러니까 뒷바퀴에서 큰 토크을 얻기 위해서는 ①기어의 반지름비 
② 돌리는 토크가 커야겠네요.
그러나 기어의 반지름비를 크게하면, 회전비 
우리는 뒷바퀴를 한바퀴 돌리기 위해 더 빨리 페달을 밟아야 하는것이 되겠네요.
요약하면, 힘을 덜주고 싶으면 페달을 빨리 밟아야한다는거.
세상에 공짜는 없다니깐요.
아니!!그냥가시게요!?
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