推力

質問

自転車を質量m[kg]の人がこいでいる。クランクが水平になった位置で全体重を片側のペダルにかけたときの自転車の推力を求めよ。ただしクランクの半径r[mm]、フロントスプロケットの直径d1[mm]、リヤスプロケットの直径d2[mm]、タイヤの直径D[mm]、とする。という問題なのですが推力とは、一体どうやって求めればいいのでしょうか？推力の公式はあるのでしょうか？

回答No.2

Mr_Holland · ベストアンサー

物理の計算問題でしょうか。
　でしたら、トルクの計算と力の伝達を考えていけばよいと思います。（摩擦や変形などを無視し、理想的な条件が整っていると仮定します。）

　（クランクとフロントスプロケットの間のトルク）
　＝ｍｇｒ＝ｄ1×Ｆ　　（Ｆ：チェーンに働く張力）

　リアスプロケットには、チェーンからＦの張力が働きますので、
　（リアスプロケットとタイヤの間のトルク）
　＝ｄ2×Ｆ＝ＤＴ　　（Ｔ：タイヤの推力）
となります。
　以上の式から、推力Ｔを求めますと、
　　Ｔ＝(ｄ2/ｄ1)ｍｇｒ/Ｄ
となります。ちなみにd1/d2はギア比になっています。

　なお、もし物理の計算問題ではなく、純粋に、現実的な自転車の推力などを求められたい場合は、下記のサイトで計算してくれますので、ご利用になれれてはいかがでしょうか。

http://www.geocities.jp/jitensha_tanken/index.html

お礼

物理の問題です。詳しい解説ありがとうございました。

回答No.1

YHU00444

これだけなら、単純に力のモーメントのつりあいを考えればOKですね（タイヤ側に発生する推力の大きさは、タイヤとペダルの両方に力を掛けてつり合わせた時のタイヤ側の力に一致すると考えられるから）。

とりあえず、ペダルの変位に対してタイヤがどれだけ動くかを考えて、その逆数をペダルの力に掛けてやれば終了です。

お礼

分かりやすい解説ありがとうございます。