Como funcionam as marchas

As marchas de uma bicicleta são resultado de dois conjuntos de rodas dentadas - denominadas de coroas (rodas dianteiras) e catracas (rodas traseiras) - interligadas por uma correia dentada, ou seja, as marchas funcionam como engrenagens; conforme a ilustração abaixo:

     Em uma bicicleta o número de marchas corresponde à quantidade de combinações possíveis entre as rodas dentadas. Sendo assim, numa bicicleta de 21 marchas existem 3 coroas junto aos pedais e outras 7 catracas na roda traseira (3x7=21); uma bicicleta de 18 marchas funciona da mesma forma; porém, há somente 6 catracas traseiras (3x6=18). Por isso, nas bicicletas com 18 marchas, o câmbio (ou trocador) da esquerda possui apenas 3 opções (pois refere-se às coroas) e o câmbio da direita possui 6 opções.

    

   

  As diferentes combinações possíveis existentes entre as rodas dentadas permitem que a força exercida na hora de pedalar e, consequentemente, a velocidade variem de acordo com a necessidade. Portanto, a diferença entre uma bicicleta comum e uma com 18 marchas é que, na última, a velocidade e a força exercida para cada pedalada pode ser escolhida e, em uma comum (ou seja, sem marchas), não, pois a relação entre as rodas dentadas será sempre a mesma.

      Utilizando a mesma imagem, vemos a esquematização da "engrenagem" de uma bicicleta de 18 marchas, pois temos 3 coroas dianteiras e 6 catracas traseiras:

     Nas coroas dianteiras a contagem inicia-se da maior para a menor; porém, nas traseiras, a contagem é inversa. Sendo assim, os câmbios da bicicleta estão em "1" (no esquerdo) e "6" (no esquerdo).

     Marcha leve: velocidade baixa (mais pedaladas para deslocar-se pela distância referente à circunferência da roda traseira), menos esforço físico, pois menor é a força exercida pelo ciclista ao pedalar. Devido a estas características, esta marcha é ideal para subidas.Utiliza-se a catraca maior e a coroa menor.

     Marcha pesada: velocidade alta (menos pedaladas para deslocar-se pela distância referente à circunferência da roda traseira), mais esforço físico, pois maior é a força exercida pelo ciclista. Devido a estas características, deve-se utilizar este tipo de marcha em descidas ou terrenos planos.Utiliza-se a catraca menor e a coroa maior.

                         

A pressão dos pneus influencia no desempenho ?

Quanto mais fino, estreito, o pneu, maior deve ser a pressão para que o pneu não se achate demasiadamente. Isto se aplica também aos pneus de carro.

Adicionalmente, pressão elevada nos pneus, diminui a região deformada em contato com a pista de rolamento. Quanto menor é a região deformada, menor será a RESISTÊNCIA AO ROLAMENTO (nas rodas de bicicletas de corrida deseja-se a menor resistência ao rolamento possível).

A força de atrito efetiva entre o pneu e a estrada (que é uma força de atrito estático: lembra que a força de atrito estático é, em módulo, menor, ou no máximo igual, ao produto do coeficiente de atrito estático pela intensidade da força normal) pode(!!) ser muito pequena então (não porque ela dependa da área de contato!), mas porque a força normal à pista de rolamento exercida na roda produz um pequeno torque que resiste ao rolamento (com grandes deformações, esse torque resistente ao rolamento, é maior). OU SEJA, ALTA PRESSÃO, IMPLICA EM PEQUENAS DEFORMAÇÕES NO PNEU E CONSEQUENTEMENTE, REDUZ A RESISTÊNCIA AO ROLAMENTO.

A roda ideal é aquela que não resiste ao rolamento, entretanto permite grandes forças de atrito (borracha com asfalto tem coeficiente de atrito estático grande) pois o atrito pode ser usado na roda como força de tração (nas rodas de tração) ou como força resistente (quando freamos o carro ou a bicicleta) e ainda para fazer curvas.PORTANTO, NÃO SE DESEJA ELIMINAR ATRITO EM RODAS MAS SIM ELIMINAR RESISTÊNCIA AO ROLAMENTO.

             

Como andar de bicicleta

Qualquer um de nós, ao aprender a andar de bicicleta – seja buscando equilíbrio com as pedaladas, percebendo a hora certa de frear ou, para quem já foi mais longe, pegando a prática de que marcha usar – Estamos falando da física, ou melhor, da mecânica, que é a parte da física que estuda os movimentos dos objetos e as forças que provocam esses movimentos.
Por exemplo: por que algumas crianças demoram mais do que outras para aprender a andar de bicicleta? Em parte porque, com medo de cair, elas insistem em andar muito devagar e, aí, vão tombando para um lado e para o outro. Se você sabe andar de bicicleta, já deve ter percebido que, em linha reta, quanto mais veloz estiver, mais difícil será cair. Por quê?
Equilibrar-se para andar de bicicleta requer algum treino e, como vamos descobrindo na prática, é ganhando velocidade que a gente para de bambear e consegue andar legal. Mas, afinal, o que a velocidade tem a ver com o equilíbrio?
Quanto mais veloz a roda se move, mais estável ela fica, ou seja, é mais difícil de ela tombar. Se você tentar tombá-la de lado, parece que existe uma força firmando a roda em pé.
O segredo do equilíbrio na rotação de um corpo – seja ele uma um pião ou uma roda de bicicleta – está, portanto, em manter altas velocidades. Os cientistas chamam essa tendência de um corpo conservar o seu equilíbrio nas rotações de “conservação do momento angular”. Essa tendência dificulta a modificação da direção do eixo de rotação. Assim, quando pedalamos em grandes velocidades, há uma tendência cada vez maior de a bicicleta manter o seu movimento sem tombar!
              

Como funciona uma bicicleta ?

Em nosso dia-a-dia vemos pessoas andando de bicicleta, um meio de transporte barato e não poluente. Mas você já se perguntou como funciona a bicicleta?

Na figura podemos ver que a bicicleta possui uma corrente T que liga uma coroa dentada dianteira, movimentada pelos pedais, a uma coroa dentada de raio menor, chamada pinhão e fixada no eixo da roda traseira. Quando pedalamos, a roda traseira gira com a mesma velocidade angular w do pinhão.
               
O número de voltas dadas pela roda traseira a cada pedalada depende do tamanho relativo das coroas dentadas. Para uma coroa que tenha um raio quatro vezes maior que o do pinhão, por exemplo, para cada volta completa do pedal (e, conseqüentemente, da coroa maior), o pinhão dá quatro voltas completas, e a roda traseira também, pois o pinhão e a roda traseira possuem a mesma velocidade angular.

Dizemos que uma bicicleta possui marchas quando ela tem um conjunto de coroas, cujo funcionamento consiste em fazer com que cada marcha seja uma combinação de uma das coroas dianteiras com uma das coroas traseiras. Assim, por exemplo, para uma bicicleta que tenha três coroas dianteiras e seis traseiras, temos um total de 3 X 6 = 18 marchas possíveis.

Podemos ver no movimento de uma bicicleta uma bela aplicação do Princípio de Ação e Reação, ou também conhecido como a terceira lei de Newton: quando forçamos e movemos o pedal para baixo, a roda aplica sobre o chão uma força (ação) ``para trás'', e portanto, a bicicleta sofre uma força de atrito (reação) ``para frente'' e acelera.