기어운동분석

기어라는 동력 전달 장치는 수없이 많은 기계의 한 부분으로 사용되고 있으며 그 역사는 기원전부터 시작하여 17세기에 이르러 수차나 시계의 제작으로 과학적인 연구가 되어 왔다. 그 크기와 종류가 여러 가지이다.

기어의 장점
동력이나 회전의 전달이 확실하다
정확한 각속도비로 전달 할 수 있다.
간단한 구조, 동력 손실이 적다.
18세기부터 사람들의 탈것으로 현재에는 레져 스포츠로 각광을 받고 있다. 특히 요즘의 자전거에는 기어장치가 장착되어 있어서 적은 힘으로도 큰 힘을 낼 수 있기 때문에 경사진 곳을 오르거나 빠른 속도를 낼 수 있게 되었다. 자전거의 기어장치에 대하여 동역학적인 해석을 하고자 한다.
가정 및 조건
접선방향으로 70N의 힘이 가해진다.
힘이 가해지는 시간은 1초이다
초기 속도는 0이다.
사람이 탄 자전거의 무게는 80N(8.16kg) 이다.
마찰에 의한 손실은 무시한다.
페달의 무게는 전체 무게에 비하여 작다.
체인은 가볍고 동력전달 손실이 없다.
자전거 바퀴와 바닥은 미끄러지지 않는다.
자전거의 기어는 그 반지름비에 비례하여 그 속도, 가속도, 각속도, 각가속도, 힘까지 비례함을 알 수 있었다.
적은 힘으로도 …