¿Cómo funciona una bicicleta?

Una bicicleta puede llevarte hasta donde quieras ir, todo sin gastar un centavo en combustibles fósiles. Y si monta con regularidad, proporciona una forma de ejercicio fácil para el cuerpo. Las bicicletas explotan la potencia bruta en los músculos (energía cinética) para mover la bicicleta hacia adelante. Como posiblemente una de las máquinas más eficientes en uso hoy en día, las bicicletas ofrecen un ejemplo simple de física en movimiento.

El marco que distribuye el peso

Un diseño ingenioso, el cuadro de la bicicleta consiste en acero hueco, aleaciones de metal o tubos compuestos de fibra de carbono diseñados en dos formas triangulares que distribuyen el peso del conductor entre las ruedas delanteras y traseras. El asiento de la bicicleta está situado hacia la rueda trasera, lo que le permite inclinarse hacia adelante para agarrar el manillar. Los manillares se unen a un eje que se encuentra sobre una parte del marco asegurado al eje en la rueda delantera que le permite girarlo en la dirección que desea ir.

Rueda de bicicleta de tres radios.

La máquina de la rueda

La rueda de bicicleta, la más simple de las máquinas, gira alrededor de un eje asegurado al cuadro que le permite girar, impulsando al ciclista hacia adelante cuando pedalea. El tamaño de la rueda reduce o aumenta el pedaleo necesario para mover la bicicleta. Las ruedas de bicicleta suelen tener una circunferencia más grande que las que se encuentran en los automóviles, de al menos 20 pulgadas de ancho. Cuanto más altas son las ruedas, mayor es la velocidad cuando las ruedas giran sobre su eje a través de la potencia del pedal. Las ruedas, reforzadas por radios interiores, soportan el peso del piloto. Montados en las ruedas están los neumáticos de caucho y los tubos interiores llenos de aire a presión. Los neumáticos también ayudan a amortiguar el viaje.

Engranajes y la multiplicación de velocidad

Las bicicletas tienen de uno a 30 engranajes, pequeños piñones con dientes unidos a la rueda trasera de la bicicleta, unidos por una cadena al juego de manivelas accionado por los pedales. Los múltiples engranajes de diferentes tamaños en el eje trasero, cambiados por una palanca de cambio en el manillar o en otra parte de la bicicleta y alineados por un desviador, esto permite al ciclista ir más rápido en carreteras rectas y cambiar a otros engranajes para pedalear cuesta arriba . Cuando se cambian los engranajes, el cambio re-alinea su posición sobre los diferentes engranajes o ruedas dentadas, lo que obliga a la cadena a moverse a esa rueda dentada mientras cambia la velocidad de pedaleo. Cuanto más grande es la rueda dentada, más difícil es el pedaleo, las ruedas dentadas más pequeñas requieren un pedaleo más fácil pero más rápido. Los pedales unidos a la manivela se colocan uno frente al otro, lo que ayuda a multiplicar la fuerza que ejercen las piernas al impulsar la bicicleta.

Sistema de freno tipo “V” de una bicicleta.

Sistema de frenado por fricción

La fricción mantiene la bicicleta avanzando en la carretera a medida que agarra el pavimento, así como también detiene a la bicicleta cuando es necesario. Para detener una bicicleta con fricción implica apretar una palanca cerca del mango para activar el sistema de frenado. La palanca tira de un cable tenso cuando se aprieta la palanca, lo que cierra la pinza de freno que presiona las pastillas de freno de goma en el borde de la rueda. Las bicicletas antiguas de una sola marcha requerían que el conductor empujara los pedales hacia atrás para detener la bicicleta. No todas las bicicletas se fabrican de la misma manera, empleando diferentes cuadros, ruedas, engranajes y neumáticos con diferentes bandas de rodadura para su uso durante el ciclismo de montaña, las carreras o las giras.

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