单车运动力学

子孓

自行车运动是半机械化运动项目。骑行者应掌握一定的机械原理和力学知识，有效地利用传动速比，合理掌握运动强度，巧妙地节省体能消耗，从而以充沛的体力。

自行车传动

自行车是机械式传动，它的传动装置包括：主动齿轮（通称大盘）、被动齿轮（通称飞轮）、链条及变速器等。而齿轮比与传动比关系着自行车的使用效率，骑行者最好能懂得并掌握这些数据的计算与应用。

齿轮比:大盘对齿轮的齿数之比为齿轮比。如果两个齿轮的齿数相同，那末踏蹬一圈，两个齿轮和后轮都各旋转一圈。假如大盘的齿数大于飞轮的齿数，那么每踏蹬一圈，飞轮转的圈数就大于一圈多，速度加大。因此，齿轮比与大盘的齿数成正比，与飞轮的齿数成反比。以G代表齿轮比，C代表大盘的齿数，F代表飞轮的齿数，它们之间的关系用公式表示，即：

G=C/F

例如：赛车轮盘为49齿，飞轮为14齿，代入公式即可求出齿轮比为:

G=C/F=49/14=3.5

也就是说蹬踏大盘一圈，飞轮转三圈半。

   传动比（传动系数）：齿轮比乘以后圈直径，即为传动比。以D代表传动比，B代表后圈直径，它们之间关系用公式表示，即：

D=C/F×B=GB

由此可见，齿轮比确定之后，传动比是与后圈直径成正比的。

    例如：大盘为49齿，飞轮为14齿，后圈直径为27英寸，代人公式即可求出传动比：

D=C/F×B=49/14×27

= 3.5×27＝ 94．5

    传动行程：每踏蹬一圈，车子向前运动的距离则为传动行程，也叫速比行程。其计算方法是传动比乘以圆周率。以 M代表传动行程，π代表圆周率，它们之间的关系用公式来表示。即：　

M=Dπ=C/F×B×π

自行车后轮直径的计量一般习惯用英制表示，而行程计算一般习惯用公制，因此在计算中需要把英制换算为公制。一英寸=2．54CM，用K来代表，即：K＝2．54CM。代入公 式，即：

M=G/F×B×π×K

    例如，大盘为49齿，飞轮为14齿,后轮真径为27英寸，求它行程距离时,代人公式：

M=C/F×B×π×K =49/14×27×3.14×2.54 =754CM

以上数据是自行车每踏蹬一圈，车子向前行进了745cm, 即 7．54m。

速度计算

骑行者骑行的距离不等，速度不同，如果要计算出骑行者的平均速度（公里/小时）。一般以V代表速度，S代表距离，T代表时间，它们之间的关系为：

V=S/T

S=V×T

T=S/V

例如：骑行距离为50公里，成绩是90分钟，平均时速则为：

V=S/T=50公里/90公里×60分钟=33.33公里/小时

空气阻力

车子向前进,必须借助于一定的力量。每踏蹬一圈的力量，叫前进力，也叫向前推力。前进力与用力、传动比、曲柄（即中轴到脚蹬的连杆）长度都有关系。以Y代表前进力，Q代表踏蹬力量，I代表曲柄长度，D代表传动比，它们之间的关系用公式表示则为：

Y＝Q×I/D

前进力（Y）与踏蹬力量（Q），曲柄长度（I）成正比,与传动系数（D）则成反比。

例如：传动系数为94．5，曲柄长度为7英寸，踏蹬力量为25公斤，前进力则为：Y=Q×I/D=25×7/94.5=1.85公斤

人们骑着自行车向前进时，即使在无风天也会感到有风从耳边飞过，速度越快人感觉到的风力越大，阻碍前进的效果越朗显。因为人们不是在真空中骑行，而是四周始终被空气包围着。从物理学观点来讲。人骑车行进时，人和车给前方空气以挤压力，而空气给人和车以反作用力，即空气阻力。

经过测量，风速在40公里/时的情况下，垂直于风向每平方米面积受到的压力为11公斤。不论风速在40公里／时或是以每小时40公里的速度骑行时，它们垂直于风向的每平方米面积上所受到的空气压力都是11公斤。大家在骑行中，都会感到在前面领骑要比在后面跟随别人骑费力气。在前面领骑者，首先突破空气的包围，身后局部压力减低，高压空气向低压处流动，产生气体涡流，涡流向前运动产生一定的冲击力，跟随在后面骑车的人可借助涡流向前的冲击力前进就能省力气，而且跟随领骑者越近越省力。领骑者骑行速度越快，涡流何前冲击的力量就越大，跟随者合理地借用涡流的冲击力，就可以相对地减少自己的体力消耗，保存体力。

人们骑车向前进时，必须突破空气阻力，这就需要力量。不同风级所产生的风速，和垂直风向每平方米所受到的压力均不相同，只有克服这些因素，车子才能向前行驶。如：无风骑行时受风面积为0.5平方米，自行车前进速度为每小时40公里，空气对人们的压力为5．5公斤。因此，人们必须用大于5．5公斤的前进力才能使车子前进。当骑行者以自己的全部体重都用在在踏蹬点上，那么所产生的前进力是多大呢（暂不计算车子磨擦部分所消耗的力量）？例如：一骑行者体重70公斤，自行车曲柄长度7英寸，速比为94.5，所产生的前进力是：Y=Q×I/D=70×7/94.5=5.19公斤。前进力是5.19公斤，遇到六级风的阻力是0.5平方米为5.5公斤，骑行者使用了全部力量，车子的前进力才在5.19公斤/0.5平方米 仍小于六级风的阻力。所以，在六级风的情况下运用94.5的传动系数的骑行者是很难骑车前进的，这就必须改变传动系数。

风级表

风级	风名	风速    米/秒	风速    公里/时	在垂直于风向的每平方米上所受到的压力(公斤)
1	软风	1	4	0.1
2	轻风	2.5	9	0.5
3	微风	4.5	16	2
4	和风	6.5	23	4
5	清风	8.5	31	6
6	强风	11	40	11
7	疾风	14	50	17
8	大风	17	60	25
9	烈风	20	72	36
10	狂风	23	84	47
11	暴风	27	97	64
12	飓风	29以上	105以上	74以上

该贴已经同步到 子孓的微博

海江

先顶，后看

龙卷风

顶

哈密瓜

很深奥啊~

冰里云

又一位科学家诞生了

骑出健康

不知楼主看过这帖子没有呀
http://www.fengyunbike.com/forum ... 8%E5%8A%9B%E5%AD%A6

骑出健康

貌似一样吧，哈哈

新石头

风的影响真够大啊

子孓

骑出健康 发表于 2011-12-27 18:09
貌似一样吧，哈哈

哈哈！一样！稍改！

骑出健康

子孓 发表于 2011-12-27 18:21
哈哈！一样！稍改！

哈哈，对大家有帮助就好