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Ciência nas pedaladas

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 Bicicleta x Velocípede

Passar do velocípede à bicicleta significa ganhar velocidade. Por quê? Ora, quem já experimentou sabe que para andar ligeiro num velocípede é preciso pedalar muito e bem rapidamente. Na bicicleta, porém, pedaladas medianas podem nos levar a atingir grandes velocidades. Mas como se aumenta a velocidade na bicicleta?

Uma primeira solução seria colocando grandes pneus, pois, quanto maior o pneu, mais longe conseguimos ir com uma só pedalada. Mas essa não seria uma boa idéia porque – embora se consiga andar mais depressa com pneus grandes -, quanto maior o pneu, maior será a nossa dificuldade de subir até o banco e fazer nossos pés chegarem aos pedais.

Visto que só aumentar o tamanho dos pneus não seria uma boa solução, chegamos à necessidade da transmissão. Ela permite que a bicicleta atinja maiores velocidades sem ter de aumentar o tamanho dos pneus. Certo. Só faltou dizer o que é transmissão, né? Simples! É o conjunto formado pelos pedais, coroa, catraca e corrente.

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Observe no desenho que a coroa da bicicleta é maior que a catraca. Como o pedal fica preso na coroa, quando ele dá uma volta completa, a coroa faz o mesmo. Mas… numa pedalada completa, a catraca dá algumas voltas a mais por ser menor que a coroa. Isso faz com que os pneus também girem mais rápido que a coroa, aumentando a velocidade da bicicleta.

O mesmo não acontece no velocípede, porque seus pedais estão presos diretamente na roda dianteira. Neste caso, quando o pedal dá uma volta completa, as rodas também dão uma só volta, não havendo um aumento da rotação dos pneus.

Acelerando com as marchas

Como vimos, é a engrenagem, ou transmissão da bicicleta, que permite atingirmos uma grande velocidade com um menor número de pedaladas. Mas sabia que é possível aumentar ainda mais a velocidade de uma bicicleta? Basta usar várias coroas e catracas, como nas bicicletas de marchas.

Preste atenção numa bicicleta desse tipo e repare que, usando algumas marchas, o ciclista consegue correr mais. Com outras, corre menos. Observe também que, quando a bicicleta está numa marcha de maior velocidade, o esforço que se faz para mover os pedais é maior. Por outro lado, quando ela está numa marcha de menor velocidade, o esforço que se faz para mover os pedais é menor. Mais uma vez a pergunta: por quê?

Antes de responder, é preciso explicar como funciona um sistema de marchas de bicicleta. A figura a seguir mostra um sistema com duas coroas e cinco catracas. chc100d

Cada coroa pode ser ligada a uma das cinco catracas, de forma que existem 10 combinações entre as duas coroas e as cinco catracas. Então, trata-se de uma bicicleta de 10 marchas.

Quando a coroa maior está ligada pela corrente à menor catraca, uma volta completa dos pedais resulta num maior número de voltas das catracas, fazendo a bicicleta mover-se com maior velocidade. Por outro lado, nesta combinação, o esforço para andarmos com a bicicleta tem de ser maior, uma vez que, para uma volta completa dos pedais, os pneus da bicicleta dão várias voltas a mais. Assim, somos obrigados a fazer uma força que seja suficiente para nos mover com uma maior velocidade.

Já, quando a menor coroa está ligada à maior catraca, uma volta completa dos pedais resulta num número menor de voltas dos pneus. Isso faz com que a bicicleta ande em menor velocidade. Porém, o esforço necessário para fazê-la se deslocar é menor.

Agora, uma pergunta: se você fosse subir uma ladeira, colocaria uma combinação da menor coroa com a maior catraca ou uma combinação da maior coroa com a menor catraca? Bem, se o que você pretende é elevar um peso fazendo menos esforço, o ideal é a combinação entre a maior catraca com a menor coroa. A bicicleta subirá lentamente, pois será preciso dar várias voltas nos pedais, mas sem tanto esforço quanto seria necessário numa bicicleta sem marchas.

E se você fosse participar de uma corrida, qual combinação usaria? O caso, agora, não é diminuir o esforço, mas aumentar a velocidade. Logo, uma combinação da maior coroa com a menor catraca permitiria alcançar grandes velocidades com poucas pedaladas, embora já tenhamos visto que o esforço neste caso seria maior.

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