자전거에 가해지는 힘은 어떤 것인가 ?

나 혼자 자전거를 탄 것이 아닌가 ?

모든 라이더들과 함께 하는 4가지의 힘(외부의 힘)이 있는데, 그것은 중력, 공기저항, 구름저항과 마찰, 그리고 관성이다.

이들을 완전히 극복하기는 어렵다. 그리고 이것들을 완전히 제거하는 것도 반드시 옳은 것도 아니다, 부정적인 결과를 최소화 하고 긍정적으로 활요하기 위하여 무엇을 어떻게 해야할지를 이해하는  것이 중요하다.

중력은 물체에 무게를 주는 힘이다. 지구는 중력 가속도로 모든 사물을 당긴다. 실제로 중력은 자전거가 땅에 닿게 함으로써 운행을 가능하게 하지만  언덕을 오를때는 힘들게 한다.

중력은 언덕을 내려가는 것을 쉽게 하지만, 같은 에너지를 사용하여 그 언덕을 올라가는 것은 불가능하게 한다.

공기저항 라이더들의 반대편으로 발생한다.  지구의 중력은 지표면의 100km 두께와 맞먹는 공기층을 유지할 정도로 힘이 세다. 라이더는 공기가 없으면 숨을 쉴 수 업다. 하지만 앞으로 전진하기 위해서는 공기층을 헤쳐 나가야 한다.  만약 뒷 바람을 받게 된다면 그만큼의 도움을 받을 수 있을 것이다.

구름저항(자전거가 구를때 생기는 저항)은 타이어가 지면에 접촉할 때 생기는 저항으로 타이어와 지면이 조금 변혀되면서 발생한다.

지면과 타이어는 변형될 때 사용된 것과 동일한 수준의 에너지로 복원되지 않고 일부 에너지는 열의 형태로 손실된다.  이것이 구름저항의 효과이다.

마찰 타이어와 지면의 접촉을 유지시켜줌으로써 자전거가 앞으로 나아가는 것을 돕는다.  그라나 페달로부터 체인, 허브(바퀴 축)로 이어지는 구동장치의 베어링 내에서의 마찰은 라이더들의 에너지를 5%까지 흡수한다.

관성의 원칙은 힘이 가해지지 않는 한 움직임이 변하지 않는다는 것이다.  가해지는 힘이 클수록 움직임의 변화(속도 또는 방향)도 커진다.  가파를 언덕, 강한 바람, 다리근육, 강력한 브레이크가 관성을 바꿀 수 있는 것이다.

질량이 관성 효과의 정도를 결정한다.  특정 힘이 가해질 때 가벼운 자전거 보다 무거운 자전거의 움직임의 변화가 느리게 일어난다.  따라서 가벼운 라이더가 무거운 라이더 보다 속도를 빨리 낼 수 있는 것이다.

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