자전거 기어를 바꾸면 왜 오르막이 쉬워질까?

Why do bike gears make hills easier?

오르막에서 기어를 가볍게 바꾸면, 같은 언덕인데 왜 페달이 덜 무거울까요?

무슨 일이 일어났나

가벼운 기어(큰 뒤 톱니)로 바꾸면 페달 한 바퀴에 뒷바퀴가 덜 돌아, 한 번 밟을 때 언덕을 오르는 높이가 줄어듭니다.

언덕을 오르는 데 드는 에너지는 같지만, 그것을 더 많은 페달 바퀴로 나눠 내니 한 번 밟는 힘이 작아집니다. 대신 같은 거리를 가려면 페달을 더 많이 돌려야 합니다.

1906 년 스터미-아처 3 단 허브에는 보통 단보다 23.8 % 느린 단이 있어, 같은 페달 빠르기에서 바퀴가 덜 돌게 할 수 있었습니다(영국 과학박물관).

💡 생활 속 예시

  • 학교 가는 길 언덕 앞에서 기어 레버를 가벼운 쪽으로 바꾸면 다리는 빨리 돌지만 한 번 밟는 힘은 덜 듭니다.
  • 자동차도 가파른 길을 오를 때 낮은 단을 써서, 엔진은 빨리 돌고 바퀴는 천천히 힘차게 돌게 합니다.

확인된 값

1906 스터미-아처 3 단 허브 기어 — 보통 단보다 31.25 % 빠른 단과 23.8 % 느린 단
+31.25 / −23.8 % 출처
기어비는 맞물린 톱니바퀴들의 톱니 수 비로 정해진다
ratio of gear teeth 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 과학(초등) · 힘과 우리 생활 [4과01-04]
  • 잉글랜드 · KS3 Physics: Energy changes and transfers
  • 호주 v9 · AC9S7U04

출처

이어서 보기

같은 단원 · 생활 속 기계

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