FÍSICA SOBRE RUEDAS

Platos y piñones

El desplazamiento de la bicicleta depende de la rueda de atrás, donde se encuentra el piñón. Este desplazamiento será más rápido cuanto más rápido gire esta rueda. El piñón gira porque va enganchado a la cadena. Si el piñón es grande, hace falta un buen trozo de cadena para que dé toda una vuelta. Al contrario, si el piñón es pequeño, hará falta un menor desplazamiento lineal de la cadena. Esto quiere decir que con un piñón pequeño se consigue más velocidad con pocas pedaleadas.

¿Y qué pasa con el plato? El plato es quien genera los desplazamientos de la cadena. Si el plato es pequeño, hace falta dar muchas vueltas a los pedales para que la cadena haga un desplazamiento pequeño. Por otro lado, un plato grande permite desplazar un buen trozo de cadena con media pedaleada. Combinando la capacidad de producir grandes desplazamientos de la cadena (plato grande) con la necesidad de un mínimo desplazamiento de la cadena para dar muchas vueltas (piñón pequeño) se obtiene la máxima aceleración. Para adquirir esta aceleración debemos hacer más fuerza, y por esto nos cansamos más.
Por cierto, si la bicicleta se moviera en el vacío, sólo sería necesario hacer fuerza una vez para llegar a la velocidad deseada; pero en realidad se mueve frotando el suelo, el cual “se opone” y le hace perder velocidad constantemente, así que hemos de aplicar fuerza más de una vez para evitar pararnos. De hecho, si no hubiera rozamiento de las ruedas con el suelo, la bicicleta no podría adelantar.

Mantener el equilibrio

Mantener el equilibrio sobre la bicicleta cuando está parada es casi imposible, mientras que cuando se mueve es muy fácil. ¿Por qué? El motivo es el mismo por el cual un trompo se mantiene vertical mientras está en rotación, aunque sólo se apoye sobre una punta muy aguda. El hecho es que cuando un cuerpo está en rotación tiende a oponerse a cualquier intento de modificar la dirección de su eje de rotación (el eje del trompo es vertical y el de la bicicleta es horizontal.) Técnicamente, este fenómeno es conocido por “conservación del momento angular”. Esta es la misma razón por la cual, para girar a la derecha o a la izquierda con la bicicleta, es suficiente desplazar nuestro peso en la dirección deseada. Por la conservación del momento angular la bicicleta se desviará hacia allí.