Почему легче идти в гору на пониженной передаче?

Потребляемая мощность примерно постоянна (мощность автомобиля определяется общей мощностью двигателя, тогда как для велосипеда она зависит от пользователя). Шестерня или подобные инструменты регулируют механическое преимущество таким образом, что пониженная передача будет выражать мощность двигателя в силе, а не в скорости (напомним, что мощность равна силе, умноженной на скорость). На более высоких передачах сила уступает скорости.

Это связано с тем, как крутящий момент передается от педального механизма и колесного механизма. Цепь передает усилие одинаково, но изменение радиуса приводит к изменению крутящего момента.

Таким образом, если колесо и педальная передача имеют одинаковый радиус, поведение похоже на езду на моноцикле: весь прилагаемый крутящий момент передается без изменений.

Противоположный случай, когда колесная передача имеет меньший радиус: крутящий момент, прилагаемый к колесу, уменьшается.

Теперь вы можете задаться вопросом: «Тогда какой смысл иметь шестерни, которые уменьшают эффект приложенной силы?»

Дело в том, что оба связаны цепью, а это также связывает скорости вращения шестерен, поэтому, если бы шестерни были все время одного радиуса, чем быстрее вы бы ехали, тем быстрее вы должны были бы вращаться намного быстрее, чтобы увеличить Ваша линейная скорость. Эта ситуация намного лучше, когда радиус колесной передачи меньше, так как малые угловые повороты в педальной передаче умножаются и создают более высокие обороты в меньшей. Следовательно, вы можете заставить его двигаться быстрее, сохраняя для вас нормальное вращение педали.

Посмотрите на изображение, иллюстрирующее$\tau_1 / r_1 = F_1 = F_2 = \tau_2 / r_2$. Но всегда помни, что$\omega_1 = \omega_2$.

Я думаю, что мы должны сосредоточиться на подъеме потенциальной энергии внутри нас во время подъема по рампе. Поэтому, когда мы поднимаемся на велосипеде или пешком, мы чувствуем себя немного утомительно. Таким образом, использование более высоких передаточных чисел определенно увеличит скорость, но потребует больше усилий, что сделает его БОЛЕЕ трудоемким, чем обычно.

Я делюсь ссылкой на видео-учебник с числовым объяснением того, как передаточные числа влияют на скорость: -
нажмите здесь , чтобы посмотреть его.
NB-То же самое (пониженные передачи) необходимо сохранять при движении автомобиля в гору. В противном случае двигатель может заглохнуть или может произойти необратимое повреждение.

Вот мой ответ. Я думаю, что это достаточно понятно:

В последнем предложении должна быть небольшая поправка: если кто-то сохраняет омега-1 постоянной, то для той же скорости он должен циклически работать быстрее, чтобы поддерживать ту же мощность. Если кто-то держит омега-2 постоянной, то большая альфа означает меньшую скорость движения вперед, но и меньшую мощность.

Из-за мощности и крутящего момента. На пониженной передаче обороты выше, а мощность и крутящий момент увеличиваются при более высоких оборотах.