ماذا يفعل سائق الدراجة الهوائية عند صعود مرتفع؟.. تعرف على الاختيار الصحيح
يبحث طلاب مادة العلوم عن إجابة سؤال يتعلق بكيفية تعديل ناقلي الحركة في الدراجة الهوائية عند صعود طريق مرتفع، إذ يحتاج راكب الدراجة إلى بذل قوة أكبر للتغلب على الجاذبية ومقاومة الحركة، مع اختيار وضع يساعده على تحريك الدواسات بسهولة أكبر أثناء الصعود.
ويطرح السؤال عدة اختيارات تتعلق بأنصاف أقطار ناقلي الحركة الأمامي والخلفي، وهي: أن يكون نصف قطر الناقل الأمامي أكبر، أو نصف قطر الناقل الخلفي أكبر، أو أن يكون الناقلان كبيرين، أو أن يكون الناقلان صغيرين.
وتتمثل الإجابة الصحيحة في أن يكون نصف قطر ناقل الحركة الأمامي أصغر من نصف قطر ناقل الحركة الخلفي، أي اختيار ترس أمامي صغير وترس خلفي كبير، حتى يتمكن سائق الدراجة من صعود المرتفع ببذل جهد أقل عند الدواسات.
ما إجابة سؤال تعديل ناقلي الحركة عند صعود مرتفع؟
الإجابة الصحيحة هي: نصف قطر ناقل الحركة الأمامي أصغر ونصف قطر ناقل الحركة الخلفي أكبر.
فعند صعود المرتفعات، يحتاج راكب الدراجة إلى زيادة العزم الناتج عن تدوير العجلة، ولذلك يختار ترسا أماميا صغيرا وآخر خلفيا كبيرا، وهو ما يجعل تدوير الدواسات أسهل، رغم أن الدراجة تقطع مسافة أقل في كل دورة من الدواسات مقارنة بالتروس المستخدمة على الطرق المستوية.
كيف تعمل تروس الدراجة الهوائية؟
تعتمد الدراجة الهوائية على مجموعة من التروس التي تنقل الحركة من الدواسات إلى العجلة الخلفية، وتساعد هذه التروس على التحكم في العلاقة بين سرعة دوران الدواسات وسرعة دوران العجلة.
ويتكون نظام نقل الحركة عادة من تروس أمامية متصلة بالدواسات، وتروس خلفية متصلة بالعجلة الخلفية، ويربط بينهما سلسلة معدنية تنقل الحركة عند تدوير الدواسات.
ويؤثر حجم الترسين المختارين في مقدار القوة المطلوبة لتحريك الدراجة وسرعتها، إذ يؤدي اختلاف عدد الأسنان أو نصف قطر الترس الأمامي والخلفي إلى تغيير نسبة نقل الحركة.
لماذا يختار سائق الدراجة ترسا أماميا صغيرا وخلفيا كبيرا عند صعود المرتفع؟
عندما يصعد سائق الدراجة طريقا مرتفعا، فإنه يحتاج إلى قوة أكبر لتحريك الدراجة إلى أعلى ومقاومة تأثير الجاذبية، ولذلك يختار وضعا منخفضا للتروس يساعده على زيادة العزم عند العجلة الخلفية.
ويتحقق ذلك باستخدام ترس أمامي صغير وترس خلفي كبير، حيث يؤدي هذا الاختيار إلى زيادة عدد دورات الترس الخلفي بالنسبة إلى دورة الترس الأمامي؟ لا، بل تكون النتيجة أن الترس الخلفي والعجلة يدوران بعدد دورات أقل مقابل كل دورة للدواسات، وهو ما يوفر عزما أكبر ويسهل الصعود.
وبذلك يستطيع السائق تدوير الدواسات بقوة أقل نسبيا، مع الحاجة إلى زيادة عدد مرات التدوير للحفاظ على حركة الدراجة وصعود المرتفع.
ما الفرق بين استخدام التروس عند صعود المرتفعات والطرق المستوية؟
يختلف اختيار التروس وفقا لطبيعة الطريق، فالصعود يحتاج إلى عزم أكبر، بينما تسمح الطرق المستوية باختيار نسب نقل حركة أعلى للحصول على سرعة أكبر.
فعند صعود المرتفعات، يستخدم السائق ترسا أماميا صغيرا وترسا خلفيا كبيرا، لتسهيل تدوير الدواسات وزيادة العزم عند العجلة الخلفية.
أما عند السير بسرعة على طريق مستو أو منحدر، فيمكن استخدام ترس أمامي أكبر وترس خلفي أصغر، بما يسمح للعجلة الخلفية بالدوران مرات أكثر مقابل كل دورة للدواسات، وهو ما يساعد على زيادة سرعة الدراجة، لكنه يتطلب جهدا أكبر عند التسارع أو مقاومة المرتفعات.
ما علاقة أنصاف أقطار التروس بالقوة والسرعة؟
ترتبط أنصاف أقطار التروس بنسبة نقل الحركة، إذ يؤثر حجم الترسين في مقدار العزم والسرعة الناتجين عن حركة الدواسات.
فعندما يكون الترس الأمامي صغيرا والخلفي كبيرا، تكون نسبة نقل الحركة منخفضة، ما يؤدي إلى زيادة العزم الواصل إلى العجلة الخلفية وتسهيل صعود المرتفعات.
أما عندما يكون الترس الأمامي كبيرا والخلفي صغيرا، فتزداد نسبة نقل الحركة، وتدور العجلة الخلفية مسافة أكبر مع كل دورة للدواسات، وهو ما يناسب السير بسرعات أعلى على الطرق المستوية.
يقوم سائق الدراجة الهوائية عند صعوده لمرتفع بتعديل نصفي قطري ناقلي الحركة بحيث يكون:
نصف قطر ناقل الحركة الأمامي أصغر من نصف قطر ناقل الحركة الخلفي.
والسبب هو أن هذا الاختيار يزيد العزم عند العجلة الخلفية، ويساعد السائق على تدوير الدواسات بسهولة أكبر أثناء صعود المرتفع.
