Warum ist es einfacher, mit einem niedrigeren Gang bergauf zu fahren?

Die Leistungsaufnahme ist ungefähr konstant (die eines Autos wird durch die Gesamtmotorleistung bestimmt, während sie bei einem Fahrrad vom Benutzer abhängt). Das Getriebe oder ähnliche Werkzeuge passen den mechanischen Vorteil an, so dass ein niedriger Gang eher die Kraft des Motors als die Geschwindigkeit ausdrückt (denken Sie daran, dass Kraft Kraft mal Geschwindigkeit ist). In höheren Gängen wird die Kraft gegen Geschwindigkeit eingetauscht.

Es hat damit zu tun, wie das Drehmoment vom Pedalgetriebe und vom Radgetriebe übertragen wird. Die Kette überträgt die Kraft gleichmäßig, aber die Radiusänderung bewirkt eine Drehmomentänderung.

Wenn also das Rad und die Pedalzahnräder einen ähnlichen Radius haben, ist das Verhalten ähnlich wie beim Fahren eines Einrads: Alle aufgebrachten Drehmomente werden unverändert übertragen.

Der umgekehrte Fall liegt vor, wenn das Radgetriebe einen kleineren Radius hat: Das aufgebrachte Drehmoment wird im Rad verringert.

Jetzt fragen Sie sich vielleicht: "Was bringt es dann, Zahnräder zu haben, die die Wirkung der aufgebrachten Kraft verringern?"

Die Sache ist, dass beide durch die Kette verbunden sind, und dies verbindet auch die Rotationsgeschwindigkeiten der Zahnräder. Wenn die Zahnräder also die ganze Zeit den gleichen Radius hätten, bedeutet je schneller Sie fahren würden, dass Sie sich viel schneller drehen müssten, um zuzunehmen Ihre lineare Geschwindigkeit. Diese Situation ist viel besser, wenn der Radius des Radgetriebes kleiner ist, da sich kleine Winkeldrehungen im Pedalgetriebe vervielfachen und höhere Umdrehungen im kleineren erzeugen. Daher können Sie es schneller machen, indem Sie eine normale Pedaldrehung für Sie beibehalten.

Schauen Sie sich das Bild an, das dies veranschaulicht$\tau_1 / r_1 = F_1 = F_2 = \tau_2 / r_2$. Aber bedenke das immer$\omega_1 = \omega_2$.

Ich denke, wir sollten uns auf die Wanderung der potentiellen Energie in uns konzentrieren, während wir durch eine Rampe klettern. Deshalb empfinden wir es als etwas mühsam, wenn wir mit dem Fahrrad oder zu Fuß klettern. Wenn Sie also höhere Übersetzungsverhältnisse wählen, wird die Geschwindigkeit definitiv erhöht, aber es wird mehr Aufwand erfordern, was es mühsamer als gewöhnlich macht.

Ich teile einen Link zu einem Video-Tutorial mit numerischer Erklärung, wie sich Übersetzungsverhältnisse auf die Geschwindigkeit auswirken: -
Klicken Sie hier , um es anzusehen.
NB-Dasselbe (niedrigere Gänge) muss beibehalten werden, wenn ein Kraftfahrzeug bergauf fährt. Andernfalls kann der Motor abgewürgt werden oder es kann zu dauerhaften Schäden kommen.

Hier ist meine Antwort. Ich denke, es ist selbsterklärend genug:

Im letzten Satz muss eine kleine Korrektur vorgenommen werden: Wenn jemand Omega1 konstant hält, dann muss er bei gleicher Geschwindigkeit schneller radeln, um die gleiche Leistung zu halten. Wenn jemand Omega2 konstant hält, bedeutet ein größeres Alpha weniger Vorwärtsgeschwindigkeit, aber auch weniger Leistung.

Wegen PS und Drehmoment. In einem niedrigen Gang sind die Drehzahlen höher und die PS und das Drehmoment setzen bei höheren Drehzahlen ein.