La
física de la bicicleta
|
 |
En aquesta pàgina web aprofitarem l'excusa de la bicicleta per introduir-nos a la física clàssica en els camps següents:
 |
|
| La física és una ciència que estudia la matèria, les seves lleis i propietats, així com els fenòmens provocats per la natura. |
La
mecànica és la part de física més tradicional
i se centra en l'estudi del moviment de les partícules o dels
objectes, a través de dues grans vessants: la cinemàtica
i la dinàmica. La primera es limita a estudiar el moviment de
qualsevol cos o partícula, prescindint de les causes que originen
el seu moviment. Per tal que això sigui possible, utilitza uns
sistemes de coordenades que permeten situar els cossos en un lloc i
temps concret, per facilitar així l'estudi del moviment que descriu:
moviment rectilini uniforme o accelerat.
Tot el contrari succeeix amb la dinàmica. Gràcies a aquesta, la física passa a ser una ciència que no es limita simplement a descriure el moviment dels objectes, sinó que estudia la implicació de les forces en els canvis de moviment.
| La força és qualsevol acció o influència capaç de provocar un canvi d'estat en el moviment o el respós de deformar un cos. Es representen com a vectors que es poden sumar o restar. Per mesurar la seva intensitat s'utilitza un aparell que s'anomena dinamòmetre. |
Per conèixer les forces que suporten les rodes, cal desglossar el pes de la bicicleta sobre cadascuna de les rodes, de tal manera que la suma d'aquestes dues serà igual al pes (P) de la bicicleta.
El pes que actua sobre la bicicleta equival a la força que exerceix la gravetat terrestre sobre seu. Aleshores, per tenir la bicicleta en equilibri, necessitem una segona força d'igual mòdul i direcció que el pes, però en sentit contrari per a fi d'anul·lar-la.
|
L'equilibri rodona aquell estat en el qual les forces i els moments que actuen sobre un cos s'anul·len. La condició de màxim equilibri es compleix com més gran sigui la força que actua (en el nostre cas el pes), més superfície tingui la base de sustentació i més baix se situï el centre de gravetat. |
|
Centre de gravetat (CdG). El centre de gravetat és el punt d´aplicació del pes (p) que, respecte a qualsevol punt, provoca un moment igual a la suma de moments dels diferents pesos (dp) dels elements distribuïts del cos. |
Es pot aconseguir incrementar l'equilibri de la bicicleta en repòs
fent que el pes sigui més gran, que actuï més a prop
de la base de suport o fent més gran la superfície de
contacte amb el terra. Aleshores, com que no ens interessa fer la bicicleta
més pesada, ni el quadre més baix, si volem que la bicicleta
estigui en equilibri serà necessari augmentar la base suport
o sustentació. Aquest augment de superfície es pot aconseguir
recozant-se sobre un tercer punt, així l'àrea de sustentació
seria un triangle.
La física no es limita simplement a descriure el moviment dels objectes o dels sistemes, ni a les transformacions energètiques que aquests experimenten en els fenomens físics.
| La física va més enllà gràcies a la dinàmica, buscant i analitzant les causes dels fenòmens físics, no limitant-se només a observar i descruire els fets. |
Lleis
de la dinàmica:
|
La primera llei de Newtonés coneguda amb el nom de la llei de la inèrcia i diu que tot cos tendeix a conservar el repòs o el moviment rectilini uniforme en el què es troba, sempre i quan la resultant de les forces sigui zero. La segona llei de Newton explica que la força és igual a la massa per acceleració; així per a una força igual amb un pes més petit, més gran serà l'acceleració del conjunt home-bicicleta. La tercera llei de Newton diu que, si un cos exerceix una força sobre un altre, aquest últim exercirà sobre el primer una nova força de la mateixa magnitud i direcció, però de sentit contrari. |
Isaac
Newton
Científic anglès (1642-1727), Estudià matemàtiques i física a la Universitat de Cambridge, on posteriorment fou nomenat "fellow" i exercí de professor de matemàtiques, succeïnt el seu mestre Isaac Barrow. Fou membre de la jove generació de la Royal Academy de Londres, que presidí fins a la, sevamort.
 |
|