Почему велосипед катится дальше, чем кажется возможным
У велосипеда нет двигателя, который непрерывно сжигал бы топливо: движение создаёт сам человек, нажимая на педали. Его усилие передаётся через цепь на заднее колесо. Важна не только сила ног, но и то, насколько мало энергии теряется по пути: колёса вращаются на подшипниках, а шины катятся по дороге, вместо того чтобы скользить по ней.
Сопротивление всё же есть. Шины немного деформируются при каждом обороте, детали трансмиссии трутся друг о друга, а воздух тормозит велосипедиста. Поэтому гладкая дорога и подходящее давление в шинах позволяют ехать легче; на высокой скорости особенно заметным становится сопротивление воздуха.
Передачи меняют усилие, а не создают энергию
Цепь соединяет переднюю звёздочку у педалей с задней у колеса. Переключение передач меняет соотношение между их размерами. На лёгкой передаче педали легче проворачивать, но для того же пути колесу нужно больше оборотов педалей. На тяжёлой передаче один оборот педалей продвигает велосипед дальше, зато требует большего усилия.
Это позволяет велосипедисту сохранять удобный ритм: выбрать лёгкую передачу для подъёма или разгона и более тяжёлую — на ровной дороге. Передачи не добавляют мощности — они помогают приложить её подходящим способом.
Цена движения — работа всего тела
Энергия всё равно расходуется: мышцы получают её из пищи, а часть превращается в тепло. Но велосипеду не нужно перевозить собственное топливо и двигатель, поэтому основная работа приходится на перемещение человека и самого велосипеда. Отсюда и практический эффект: небольшое усилие педалирования может поддерживать движение на длинном участке, пока дорога и скорость не заставляют тратить больше сил.
