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自転車の車輪
自転車の車輪ですが（例えば）１８インチ、２４インチだったら大きいほうが少ないエネルギーで早く、遠くに進めますよね（たぶん） ではギアの大きさはどのように関係あるのですか？ちょっと質問が上手く出来ないのですが「どっちのギアで、どちらが少ない力で早く、そして遠くに進むのですか？」
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テコの原理とは別に、経験的にですが、なぜか大きい車輪の方が小さい車輪より楽なことは確かです。直進性が良いからかも知れませんが。 前ギヤ÷後ろギヤで比率お出しますが、その数字が大きいほうが（自転車の進む距離が長く) スピードが出ます。しかしぺたるは重くなりますから、上り坂などでは、ギヤ比を落として足の回転で登るわけです。 その足の回転力には慣れと個人差があります。くるくる回すほうが性に合っている人、じワ～と踏み込むのを好む人それぞれです。 昔、泊りがけのサイクリングにいったときなどの経験では、重いギヤ（ギヤ比が大きいことを重いと言います)ではその日は良いのですが翌日足が鉛のように重くなりました。軽いギヤでは疲労感もなく快適でいられますが、仲間のスピードについてゆけなくなりました。私には回転力がないということです。心拍数を高く維持できる人ほど有利になります。私は心拍数が１２０以上に上らないからでしょう。心拍数以上の反復作業は長続きしないからです。安静時50・最高心拍数180なんて人もいるそうです。 早く遠くに進む方法は大きめの車輪、高いタイヤの空気圧、乗車姿勢で決まると思います。チューブラタイヤをつけたドロップハンドルの自転車で、自分の手足の長さに合わせ調整をしたロードレーサでしょう。２７インチということになります。 いわゆるままチャリでも空気をやや高めに入れるとかなり楽に走れます。入れすぎるとバーストしますから、限界を知る必要がありますが。
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- yokkochikun
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No.3のものです 再び回答します すっかり忘れていましたが、ホイールの大きさについてですが、26インチの場合ホイールの外周が約207CM、20インチだと約159CMとなります この値は、二つの自転車のホイール以外の条件が同じで、ギヤ比が１である場合、クランクを１回転させると26インチのほうが約48CM前に進むということです よって、同じ力で自転車をこぐ場合、機械的な条件が同じである場合は、ホイールが大きければ推進力は上がります
- yokkochikun
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こんにちは karikataさん 自転車の車輪(車輪自体はリムといい、中心についているものをハブ、ハブとリムを繋いでいるものをスポーク、ハブ、リム、スポークをまとめて、ホイールといいます)の大きさとエネルギーの関係ですが、確かにフロント、リアのギヤ比によって、軽い力で自転車をこぐことが可能ですが、その前に自転車自体は、てこの原理で動いています ペタルがついている金物をクランクといいますが、まずはこの長さにより、力のかけ具合が変わってきます 大きな石を動かしたい場合、長く太い棒を石の下に置き、支点となる部分に小さな石を置けば、少ない力で重いものを持ち上げることができます クランクはこれと同じで、長ければ少ない力でホイールをまわすことができます ただ、クランクは長ければ長いほうが言いという分けではありません 自分の足の長さを考えて、クランクの長さを決めなくてはなりません 最後にギヤ比のことですが、ギヤ比の計算式は、＝(フロントギヤ)÷(リヤギヤ)で計算できます フロントが５０、リアが２５の場合、ギヤ比は２ということになります この２という値の意味は、クランクを１回転させたときのホイールの回転数を表します よって、クランクを１回転させると、ホイールは２回転します フロントとリアのギヤの歯(ギサギザになっている山の部分)値の差が大きければ、クランク１回転で、ホイール回転数は大きくなりますが、その分クランクにかける力も大きくなります 逆に、フロントのギヤの歯の値を小さくすると、クランクにかける力は小さくなりますが、ホイールの回転数は下がり、なかなか前に進まない状態になります
お礼
大変理解しやすかったです ありがとうございました
- yama-kawa-heiya
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追伸 車輪についてですが ギアと同じように遠くに進める分必要なエネルギーは大きいため、大きな車輪だとこぎ始めにちょっと大変かもしれません（小さなものと比べると）。 その分速度に乗ったらぐんぐん進めるでしょうけど （ひと漕ぎで進める量が大きいため） あと最後の「ギアの仕組み」は「ギアの原理」の間違いです。MTBのギアを見て自動車のトランスミッションの仕組みが理解できたら超能力者です（＾＾；
お礼
ありごとうございました
- yama-kawa-heiya
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ギアとは歯車の大きさの違いを利用して ・動かすのに必要な力 ・動く量 を変化させるものです。 中学校などでやる仕事量などと同じで 使っている労力（足を動かす力）は一定で それを楽に動かすか（力は少ないが、たくさんこぐ必要がある）、速く走りたいか（少ない量で速く進むが、こぐ力はたくさん必要）を使い分けます。 よって御質問のように 「少ない力で＆遠くに進む」 というのはありえません 走り出すときは多くの力が必要となるため「低い」ギアでこぎ、ある程度（高いギアでもこげる）の速度になったら 「高い」ギアにして少ない回数でたくさん進むように使い分けます。高いギアでも楽に感じるのは速度が乗ってくるとそれを維持するのに必要なエネルギーが少なくてすむためです。 ギアの仕組み（車・自転車・歯車）などは お近くにMTBなどのギアが露出した自転車をお持ちの方がいればよく分かると思います。
お礼
わかりやすいご説明ありがとうございます
お礼
大変詳しくありがとうございました