자전거와 과학

 

                 ( 한치령과 봉화산들 다녀오며...)

침대는 과학이란 말이 있습니다.

광고 카피지만 가슴에 와 닿는 말입니다.

 

자전거는 과학 입니다

최근에 자전거를 타며 느낀 생각들을 과학적으로 풀어 보렵니다

 

 

                 (봉화산 정상에서~~이제는 내리막만 남아서 여유가~~~)

 

자전거가 넘어지지않는 이유는 팽이의 회전과 비슷한 관성에의한 회전축 유지입니다.

즉 두다리로 바퀴를 회전하면 기계적인 회전충격 보존 법칙에 의하여

안정이유지되며 ,핸들에 의한 원심력과 무게중심이동으로

넘어지지않고 잘 달릴수 있습니다.

이러한 원리는 인공위성의 자세제어나 항공기에도 적용되고 있습니다.

 

또한 어렸을때 배운 자전거를 성인이된 이후에 타도 잊어버리지 않고 탈수 있는것은

운동을 관장하는 소뇌의 분자층 중개신경에 의하여 뇌가 운동기능을 기억하기 때문입니다.

실제로 이 능력은 로봇 개발에 활용될수 있습니다

 

 (봉화산 계곡.....하천을 지날땐 일정한 페달링를 유지하며.....)

 

자전거의 발전에 획기적인 발명품은 원형의 두 바퀴이지만 그 이후 최근의 발명품은

"클릿" 이라는 자전거와 사람의 연결 장치 입니다.

일반적으로 페달을 돌릴때 아래 방향으로만 힘을 줄수 있으나 클릿을 이용하면

페달과 신발이 연결장치에 의하여 결합되므로 페달을 누를때와 발을 들어올릴때에도 힘을 이옹할수 있습니다.

즉 2기통 엔진이 4기통이 되어서 다리근육을 골고루 사용하여 출력도 높이며

자세도 바르게되고 내리막 이나 요철을 지날때 안전 합니다.

 

그러나 위기상황에서 발이 안빠져서 넘어지는 경우가 있을수 있습니다.

숙달이 되어도 방심하면 전설적인 삼빠링(세번의 넘어짐)을 경험 하게 됩니다.

 

저도 이번에 봉화산에서 제자리 넘어짐을 경험 했습니다.

 

(구곡 폭포 주차장도착...막걸리 한잔 하는동안 자전거도 쉬어야죠....)

 

산악 자전거가 경사가 심한 산길도 올라갈수 있는 이유는

바퀴에 달려있는 기아변속 장치 때문입니다.

 

일반적으로 뒷바퀴에 7~10 단정도의 톱니수가다른 기어가부착되어있고 페달축에도 1~3단의 기어가 있습니다.

이 기어비를 조작하면 적은 힘으로도 바퀴에 큰 토크를 줄수있어서 샤룬구동 승용차가 오를수있는

웬만한 산길은 오를수 있습니다

 

 (장봉도 섬끝에서.....)

 

그외에 산악 자전거에는 충격을 흡수할수있는 튼튼한 프레임과 쇽업쇼바가 있으며

접지력이 좋아서 흙이나 자길길에서 미끄러지지 않는 폭이 넓은 타이어를 씀니다

로드용 타이어와 산악용타이어의 차이는 트레드의모양과 깊이 폭등의 차이가 있으며 로드용이 노면 마찰계수가작어서

포장된 길에서평균시속 4~5키로 더 빠르게 갈수 있습니다..

 

일반적인 자전거보다 산악 자전거는 무게도 가벼운소재를 많이 씁니다.

무거운 철이 아닌,알미눔,티타늄,카본 등의 소재를 쓰므로 가격이 비싸질수 있습니다.

자전거중량 1키로를 줄이면 평균속도가 시속2키로정도 증가 한다고 하나 자전거 무게 1키로를 줄이려면

보통 백만원정도 비용이 든다는 말도 있습니다.

 

다음번에 자전거와 우리몸의 상관관계에 대하여 연구해 봅시다.