자전거 기어 원리가 어떻게 되나요??
자전거 타다보면 기어가 있는데 21단 이요. 그거 보면 앞에 올리면 밟기 힘들어지고, 뒤에거로 올리고 내리고 하면서 쉬워지고 어려워지고 하는데, 원리가 뭔가요?
5개의 답변이 있어요!안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
자전거 기어는 앞과 뒤에 있는 톱니바퀴의 조합으로 작동합니다. 앞 기어는 크랭크(페달)에 연결되어 있고, 뒤 기어는 뒷바퀴에 연결되어 있습니다. 앞 기어는 일반적으로 2~3개, 뒤 기어는 7~11개가 있습니다. 앞 기어가 클수록, 뒤 기어가 작을수록 페달을 한 번 밟을 때 뒷바퀴가 더 많이 돌아가 속도가 빨라집니다. 반대로, 앞 기어가 작고 뒤 기어가 클수록 페달을 밟기는 쉬워지지만 속도는 느려집니다. 따라서, 앞뒤 기어를 조합하여 상황에 맞게 속도와 힘을 조절할 수 있습니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
자전거의 기어 시스템은
페달을 밟는 힘을
바퀴로 전달하는
비율을 조절하는
메커니즘이에요
기어 단수가 높아질수록
페달 한 번을 돌릴 때
바퀴는 더 많이 회전하므로
페달링이 무거워지죠
기어의 앞쪽을
큰 체인링으로 바꾸면
거리당 페달 회전 수가
줄어들어서
힘이 더 많이 필요합니다
반대로 뒤쪽 기어를
큰 스프로킷으로 옮기면
페달링이 가벼워져서
더 적은 힘으로도
바퀴를 회전시킬 수 있죠
이렇게 다양한 기어 비율을
활용함으로써
라이더는 도로 상황이나
자신의 체력 상태에
맞게 가장 효율적으로
자전거를 구동할 수 있습니다
기어 단수의 조절은
체인링과 스프로킷
사이의 체인 위치를
변경하는 것으로
이루어집니다
최소한의 노력으로
최대한의 속도를
내기 위해
기어를 조절하는 것이죠
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안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
앞 기어는 크랭크셋으로 불리며, 페달과 연결되어 회전운동을 전달합니다. 뒷 기어는 휠 허브에 부착된 캐셋트로 구성되어 있습니다. 기어를 바꾸면 페달을 밟는 힘을 톱니바퀴 간의 비율을 조절하여 회전운동을 변환합니다. 작은 톱니바퀴로 이동하면 더 많은 힘을 발생시키지만 더 빠르게 회전하게 되고, 큰 톱니바퀴로 이동하면 더 빠르게 회전하지만 더 많은 힘을 필요로 합니다. 이를 통해 다양한 기어 비율을 선택하여 주행 조건에 맞게 최적의 성능을 발휘할 수 있습니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.
자전거 기어는 크게 앞기어와 뒷기어로 나뉘며, 각각 체인링과 카세트(프리휠)로 구성됩니다. 변속은 앞뒤 변속기를 이용하여 체인을 서로 다른 톱니 수를 가진 기어로 이동시켜 이루어집니다.
1. 앞기어:
크랭크에 장착된 체인링은 크기가 다른 여러 개의 톱니로 이루어져 있습니다.
일반적으로 체인링은 2~3개, 최대 4개까지 존재합니다.
앞기어는 페달을 밟을 때 사용하는 힘에 영향을 미칩니다.
큰 체인링은 가벼운 힘으로 빠르게 페달을 밟을 수 있지만, 속도가 느립니다.
작은 체인링은 강한 힘으로 느리게 페달을 밟아야 하지만, 속도가 빠릅니다.
2. 뒷기어:
뒷바퀴에 장착된 카세트(프리휠)는 크기가 다른 여러 개의 톱니로 이루어져 있습니다.
일반적으로 카세트는 7~12단, 최대 13단까지 존재합니다.
뒷기어는 자전거의 속도에 영향을 미칩니다.
큰 톱니는 빠른 속도를, 작은 톱니는 느린 속도를 제공합니다.
변속 방법:
앞뒤 변속기는 레버를 이용하여 작동합니다.
앞변속기 레버는 일반적으로 왼쪽에, 뒷변속기 레버는 오른쪽에 위치합니다.
레버를 움직이면 케이블이 당겨지거나 풀리면서 변속기가 작동합니다.
변속기는 체인을 톱니 사이로 이동시켜 변속을 완료합니다.
기어비:
기어비는 체인링과 카세트 톱니의 크기 비율을 의미합니다.
기어비가 높을수록 속도가 빠르고, 낮을수록 힘이 강합니다.
적절한 기어비를 선택하는 것이 효율적인 페달링과 편안한 라이딩을 위해 중요합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
자전거 기어의 작동 원리를 알아보겠습니다. 자전거는 축바퀴 원리를 이용하여 작은 힘으로도 큰 힘을 낼 수 있습니다. 이를 위해 작은 바퀴와 큰 바퀴를 하나의 축에 고정하여 함께 회전하도록 만듭니다. 이렇게 바퀴의 크기를 다르게 하여 힘의 이득을 얻습니다. 보통 자전거에서는 이를 기어라고 합니다.
자전거의 움직임은 축바퀴 원리를 기반으로 합니다. 축바퀴 원리는 보다 작은 힘으로 더 큰 힘을 발생시킬 수 있도록 합니다. 자전거 페달은 원의 중심에서 멀리 떨어져 있어 이 원리를 통해 큰 힘을 낼 수 있고, 발생한 힘을 이용해 뒷바퀴의 기어를 움직입니다.
기어의 핵심 요소는 체인링과 스프라켓입니다. 체인링은 페달과 연결된 크랭크암에 위치한 동그란 톱니바퀴로, 페달을 밟고 힘이 전달됩니다. 스프라켓은 자전거 뒷바퀴에 있는 톱니바퀴로, 여러 장의 스프라켓을 묶어 카세트라고 합니다. 체인링과 스프라켓은 프레임에서 가까운 곳이 1단이며, 바깥쪽으로 갈수록 높은 단이 됩니다.
기어비는 앞바퀴의 체인링 톱니 수를 스프라켓의 톱니 수로 나눈 비율로, 다양한 힘과 속도를 만들어 낼 수 있습니다. 큰 톱니바퀴의 체인링과 작은 톱니바퀴의 스프라켓이 만나면 기어비가 높아져 속도를 빠르게 낼 수 있고, 반대로 작은 톱니바퀴의 체인링과 큰 톱니바퀴의 스프라켓이 만나면 강한 힘을 발휘하여 오르막을 올라갈 수 있습니다.
