วิทยาศาสตร์เบื้องหลังจักรยานที่ขับเคลื่อนด้วยพลังคน

การขี่จักรยานเป็นวิธีที่น่าสนุกและเพลิดเพลินในการรักษาสุขภาพและการสำรวจธรรมชาติ คุณเคยสงสัยไหมว่าร่างกายของเราทำให้จักรยานเคลื่อนไหวได้อย่างไร? มันเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ทั้งนั้น! แต่เราสามารถใช้พลังงานจากร่างกายของเราเพื่อขับเคลื่อนจักรยาน และมีปัจจัยหลายอย่างที่ช่วยสนับสนุนการขี่ของเรา

ร่างกายของเราขับเคลื่อนจักรยานอย่างไร

เมื่อเราเหยียบแป้นจักรยาน เราใช้พลังงานจากร่างกายของเราเพื่อหมุนแป้นเหยียบนี้ พลังงานนี้มาจากกล้ามเนื้อขาของเราเป็นหลัก ซึ่งมีความแข็งแรงมากและมอบพลังให้เราเหยียบแป้นได้ นอกจากนี้ กล้ามเนื้อแกนกลางในบริเวณท้องและแขนของเรายังช่วยให้เราทรงตัวและรักษาสมดุลของจักรยาน กล้ามเนื้อของเราดูดซึมกลูโคส ซึ่งเป็นน้ำตาลจากอาหารที่เราทานเข้าไป และเปลี่ยนมันให้กลายเป็นพลังงาน พลังงานนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการเคลื่อนไหวของขาและการหมุนแป้นเหยียบอย่างลื่นไหล

แรงที่เกี่ยวข้องกับการขี่จักรยาน

นอกจากพลังงานจากตัวเราแล้ว จักรยานไฟฟ้ายังมีแรงอื่นๆ ที่ส่งผลต่อวิธีการปั่นของเรา หนึ่งในแรงเหล่านี้ที่สำคัญเรียกว่าแรงเสียดทาน กระบวนการนี้เรียกว่าแรงเสียดทาน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวสองพื้นผิวรูดกัน เช่น ยางรถจักรยานที่ทำจาก каучุก และพื้นถนนที่แข็งแรง แรงเสียดทานสามารถทำให้เรามีความเร็วน้อยลง ดังนั้นเราจำเป็นต้องต่อสู้กับมัน นอกจากนี้ยังมีแรงต้านของอากาศ ซึ่งเป็นแรงที่พยายามหยุดเราเมื่อเราเคลื่อนที่ผ่านอากาศ ยิ่งเราปั่นเร็วขึ้นเท่าไหร่ แรงกดของอากาศก็จะแรงขึ้นเท่านั้น ดังนั้นเราต้องใช้แรงมากขึ้นเพื่อรักษาความเร็วและเดินทางต่อไป การนี้จะทำให้เราลำบากมากขึ้นในการรักษาความเร็วและการขับเคลื่อนจักรยาน

เกียร์บนจักรยาน

ความเชี่ยวชาญของคุณในการทำให้การขี่จักรยานง่ายและดีขึ้น โดยสมดุลที่ได้รับจากการเคลื่อนไหวของการปั่นจักรยาน เฟืองเป็นชิ้นส่วนโลหะกลมที่หมุนและปฏิสัมพันธ์กันในลักษณะที่ปรับเปลี่ยนว่าเราควรใช้แรงมากแค่ไหนในการปั่น เมื่อเราเปลี่ยนไปยังเกียร์ถัดไป จะทำให้การคงความเร็วบนทางราบและการปีนเขาทำได้ง่ายขึ้น ในทางกลับกัน การปั่นในเกียร์ต่ำหมายความว่าเราสามารถปีนขึ้นเนินชันได้โดยไม่เหนื่อยมาก แต่อาจจะขี่ช้าลงบนทางราบ การเลือกเกียร์ที่เหมาะสมจะสร้างความแตกต่าง เพราะพลังงานที่เราใช้ในการปั่นจักรยานสามารถถูกนำไปใช้อย่างเต็มที่ในระยะเวลานานขึ้น เพื่อที่คุณจะไม่รู้สึกเหนื่อยล้ามาก

การเข้าสู่จังหวะที่เหมาะสม

อีกหนึ่งปัจจัยสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการปั่นจักรยานคือการหาค่าคาเดนซ์ที่เหมาะสม ซึ่งหมายถึงความเร็วในการเหยียบเพลา คาเดนซ์คือความเร็วที่เราหมุนเพลา และเรามักจะมีคาเดนซ์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับตัวเอง เป้าหมายทั่วไปที่เหมาะกับคนส่วนใหญ่ในด้านคาเดนซ์อยู่ที่ 60–80 RPM การปั่นด้วยคาเดนซ์ที่เร็วขึ้นจะมีประสิทธิภาพมากกว่าเพราะช่วยลดแรงกดดันที่กระทำต่อกล้ามเนื้อและข้อต่อ แต่หากเราปั่นเร็วเกินไป เราก็อาจเสียพลังงานจนหมด นี่คือเรื่องของการพยายามสร้างสมดุลที่เหมาะสมสำหรับเรา

เทคโนโลยีมอเตอร์ไซค์ไฟฟ้ารุ่นใหม่

เทคโนโลยีก้าวหน้าขึ้นเรื่อย ๆ และจักรยานก็เช่นกัน มีระบบช่วยไฟฟ้าใหม่ที่ทำให้นักออกแบบจักรยานตื่นเต้น ระบบนี้ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กเพื่อช่วยการปั่นของเรามากขึ้น ทำให้ปั่นขึ้นเขาหรือปั่นระยะทางไกลได้ง่ายขึ้นโดยไม่เหนื่อยมาก สำหรับบางคน ระบบช่วยไฟฟ้าถือเป็นรูปแบบอื่นนอกเหนือจากการออกกำลังกายด้วยพลังงานจากมนุษย์ เนื่องจากมันทำงานด้วยพลังงานแบตเตอรี่ แต่มันยังต้องอาศัยแรงจากตัวเราในการปั่นเพื่อสร้างพลังงานจลน์ที่ขับเคลื่อนมอเตอร์

นอกจากนี้ วัสดุและการออกแบบก็พัฒนาไปจนทำให้จักรยานมีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรง เมื่อดูในแง่ของการใช้งาน หากจักรยานมีน้ำหนักเบากว่า ผู้ขับขี่จะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยความพยายามที่น้อยลง อย่างไรก็ตาม อย่าลืมว่าการปั่นจักรยานคือรูปแบบหนึ่งของการออกกำลังกาย และเพื่อให้เคลื่อนที่ได้ เราจำเป็นต้องใช้ร่างกายของเรา

สรุปสั้น ๆ จักรยานบรรทุกไฟฟ้าเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการรักษาความฟิต เข้าใจธรรมชาติ และช่วยลดพิมพ์เขียวคาร์บอนของเรา แล้วมีอะไรที่น่าสนใจเกี่ยวกับพลังงานจากมนุษย์ ฟิสิกส์ของสิ่งที่เราทำได้ การเลือกเกียร์ และรอบการปั่นที่เหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดด้วยการใช้พลังงานต่ำหรือไม่? ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการออกแบบเหล่านี้ คุณไม่เคยมีโอกาสสนุกกับการขี่จักรยานอย่างสะดวกและมีสุขภาพดีเท่านี้มาก่อนเลย!