Para generar energía eléctrica, se le instala a la rueda trasera de una bicicleta un motor, ésta energía se producirá cada vez
que la rueda gire. Así, después de que una mujer pedalee la bicicleta, retira los pies de los pedales, la rueda gira trecientas
cincuenta veces en los primeros diez segundos, la rueda gira cuatro quintas partes de lo del periodo anterior. Determina el
número de rotaciones de la rueda antes de detenerse.
Respuestas
Respuesta: La fuerza de la gravedad: El peso del ciclista y de la bicicleta es una fuerza que ejerce la Tierra sobre ambos y que actuan verticalmente y hacia abajo produciendo una acción sobre el suelo.
Explicación paso a paso: Plato o corona: es la rueda dentada o engranaje delantero del sistema de transmisión. Se conecta al pedal a través de la biela; y al piñón, a través de una cadena.
Pedales: La fuerza que con los pies se realiza sobre los pedales, se aplica a través de la biela sobre el plato.
Cadena: Conecta las ruedas dentadas que forman el engranaje, transmitiendo la fuerza y el movimiento desde el plato hacia el piñón.
Piñón: Es la rueda dentada trasera del sistema. A través del eje, transmite la fuerza y el movimiento a la rueda trasera de la bicicleta.
Biela: Es el eje que une el pedal con el plato. Transmite al plato o corona el movimiento y la fuerza que ejerce el pie del ciclista sobre el pedal. Cuanto más larga sea la biela , menor será la fuerza que deberá hacer la persona.
a) Las fuerzas
Son las acciones que se ejercen y que pueden producir equilibrio o cambio en el movimiento.
La fuerza de la gravedad: El peso del ciclista y de la bicicleta es una fuerza que ejerce la Tierra sobre ambos y que actuan verticalmente y hacia abajo produciendo una acción sobre el suelo. P = mg, donde m es la masa en kg y g es la intensidad de la gravedad, aproximadamente 10 Newton/kg. Por ejemplo a un ciclista que con su bicicleta tuviera una masa de 100 kg le corresponderá un peso de 1000 N.
Las fuerzas de reacción: El suelo recibe el peso de todo el sistema y a la vez ejerce fuerzas de reacción sobre las dos ruedas de la bicicleta verticalmente y hacia arriba que equilibran al peso. R1+R2 = P.
Las fuerzas de trasmisión: Cuando el ciclista empuja el pedal, la fuerza se transmite mediante la biela al eje del plato. La cadena se tensa y transmite el movimiento y la fuerza sobre el piñon y este transmite la acción al eje de la rueda trasera.
La fuerza de rozamiento y la fuerza impulsora: La rueda trasera, al girar en sentido horario empuja al suelo hacia atras mediante el rozamiento. La reacción del suelo es la que impulsa a la bicicleta hacia adelante. Como cuando remamos en una barca. Empujamos al agua hacia atrás y está por efecto de reacción nos ayuda a avanzar.
Fuerzas de rozamiento del aire y de los rodamientos: Hemos visto que el rozamiento de la rueda con el suelo ayuda a avanzar. A la vez el contacto entre dos objetos en movimiento relativo produce un rozamiento que actua en contra del movimiento. Para un ciclista la fuerza de rozamiento de mayor importancia que debe evitar es el rozamiento con el aire.