Um liquidificador de bicicleta é um dispositivo movido a pedal que usa a energia humana da pedalada da bicicleta para alimentar um liquidificador diretamente por meio de uma conexão mecânica ou para gerar eletricidade que será usada para alimentá-lo.
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Conteúdo
Fundamentos
Na física, uma caloria é a quantidade de calor necessária para elevar um quilograma de água em um grau centígrado. Na nutrição, uma caloria é 1000x a caloria física, também conhecida como quilocaloria, porém ainda é chamada de “caloria”. Quando as pessoas comem alimentos que contêm calorias, elas armazenam essas calorias para uso posterior, como pedalar uma bicicleta ou um liquidificador de bicicleta ergométrica. É quando pedalam uma bicicleta que convertem as calorias armazenadas em calor e trabalho. [1]
Uma pessoa pedalando uma bicicleta pode acelerar até uma velocidade e mantê-la confortavelmente por um longo período de tempo. Isso é conhecido como "ritmo". Além deste ponto, a velocidade dos pilotos pode atingir altas velocidades, porém a quantidade de energia necessária para acompanhar aumentou rapidamente até um ponto em que toda a energia do piloto é consumida. Isso ocorre porque a quantidade de energia necessária para manter as RPMs (rotações por minuto) do virabrequim elevadas excedeu a quantidade de energia que o piloto pode realmente produzir e gastar. Esses pontos variam de acordo com a habilidade e condição atlética de cada piloto. [2]
A bicicleta em si funciona com duas marchas ou rodas dentadas. Uma marcha está sob os pés do piloto e é chamada de roda dentada. É aqui que os pedais se conectam por meio dos braços dos pedais. A outra roda dentada é fixada na roda traseira (bicicleta móvel) ou na roda dianteira (bicicleta estacionária, bicicleta ergométrica) e é chamada de roda dentada traseira ou roda dentada dianteira. Em geral, a engrenagem sob a roda dentada tem mais dentes (ranhuras para a corrente encaixar) do que a outra roda dentada. Uma relação de transmissão pode ser determinada dividindo a quantidade de dentes que a roda dentada possui pelo número de dentes que a roda dentada traseira ou dianteira possui. Por exemplo, se a roda dentada da manivela tiver 48 dentes e a roda dentada dianteira tiver 13 dentes, a relação de transmissão é 48/13 ou 3,69. Isto significa que para cada rotação da engrenagem grande, a engrenagem pequena gira 3,69 vezes. [3]
Tipos
Diferentes tipos de designs de liquidificadores de bicicleta estão disponíveis para compra e/ou duplicação com peças fabricadas.
Tipo 1 - Mecânica Estacionária
Este projeto é onde o volante de uma bicicleta ergométrica gira uma roda de skate presa a um eixo de transmissão. Este eixo de transmissão se conecta diretamente ao encaixe do componente jarro de um liquidificador. O liquidificador é estabilizado com um balcão em formato de mesa montado na frente da bicicleta. Uma vantagem desta bicicleta é que não há componentes elétricos envolvidos! Este design é puramente mecânico, o que também pode ser uma desvantagem devido à raridade das peças. Algumas peças para este projeto tiveram que ser especialmente projetadas e fabricadas em uma oficina mecânica, o que pode ser caro. Além disso, as peças utilizadas nesta bicicleta não são à prova de intempéries e estão sujeitas à ferrugem. Todo o design também é um tanto pesado, exigindo pelo menos duas pessoas para se movimentar. [4]
Tipo 2 - Elétrico Estacionário
Este projeto também modifica uma bicicleta ergométrica conectando o volante a um gerador elétrico com uma correia de ventilador. O gerador opera em RPMs muito baixas, permitindo que o motociclista o alimente com facilidade. Uma vantagem deste gerador é que qualquer aparelho que funcione com corrente CC pode ser operado, não apenas um liquidificador. Uma desvantagem é que o gerador adiciona peso extra à bicicleta. Além disso, a fiação do gerador deve ser mantida para garantir que a bicicleta funcione com segurança. Este design também não é à prova de intempéries. [5]
Tipo 3 - Móvel
Este projeto envolve um suporte que se prende a uma bicicleta comum de forma a elevar a roda traseira do chão. Assim que o suporte estiver no lugar e a roda traseira elevada, o ciclista pode acionar o liquidificador pedalando. Uma vantagem desse design é que o suporte e o liquidificador são separados da bicicleta, permitindo que qualquer bicicleta seja um possível liquidificador. A desvantagem é a possível perda de eficiência por não ter um suporte e um liquidificador personalizados para uma determinada bicicleta. [6]
Considerações de projeto
Saída de potência máxima
De acordo com testes de ergômetro conduzidos por Grosse-Lordemann e Muller, a potência máxima para um homem de 34 anos que não é atleta é de cerca de 110 watts a 80 rpm e 160 watts a 40 ou 50 rpm sustentada por 10 minutos. [7] Um teste conduzido por estudantes do Dartmouth College descobriu que, para um homem adulto médio não treinado, uma produção de 37 watts pode ser sustentada por um período indefinido de tempo a 65 rpm, e uma produção de 71 watts pode ser sustentada por 60 a 60 rpm. 120 segundos a 90 rpm. [7] [8] Outro estudo descobriu que a produção média máxima dos indivíduos foi de 142 watts por períodos de mais de 60 minutos. [7] [9] Em um estudo feito com ciclistas profissionais, [7] [10] e em estimativas feitas por recordistas da UCI[11] , atletas profissionais podem gerar mais de 400 watts por períodos de pelo menos uma hora ou mais. Numa experiência relacionada, Renzo Sarti, um velocista italiano, foi capaz de produzir 1.644 watts durante 5 segundos. [12] As variações na potência são provavelmente devidas à habilidade do sujeito de teste e às condições de teste, como o equipamento, a qualidade do ajuste da bicicleta e a postura de pilotagem.
Cadência preferida
A cadência em uma bicicleta refere-se ao número de rotações por minuto da manivela. A cadência está relacionada à potência porque a potência é uma função da força aplicada aos pedais e à cadência, sendo esta relação: Potência (watts) = Velocidade de pedalada (m/s) * Força de impulso (newtons). A cadência não pode estar diretamente relacionada à potência, pois diferentes comprimentos do braço da pedivela produzirão diferentes velocidades de pedalada para uma determinada rotação. De acordo com um estudo feito em ciclistas treinados por Coast, Cox e Welch, a taxa de pedalada eficiente ideal durante um período de 20 a 30 minutos está entre 60 e 80 rpm. A 80 rpm, o esforço percebido e os níveis de lactato foram mais baixos. [12] [13]
Sela ou Assento
O assento pode ser ajustado afrouxando um parafuso de fixação com uma chave inglesa. Existe também outro parafuso para ajustar a inclinação do assento. Esses dois pontos podem ficar fracos com mais ciclistas de tamanhos variados e devem ser inspecionados e substituídos quando necessário. Sugere-se que pelo menos 2 ½ polegadas do espigão do selim permaneçam sempre no tubo do selim. Para ciclistas mais altos, é possível que esta recomendação não seja seguida e isso poderá resultar na quebra do assento ou do espigão do selim. Esta recomendação deve ser sempre seguida para evitar isso. [14]
Projetos relacionados
Referências
- ^ Krausz, John, Vera van der Reis Krausz e Paul Harris. O livro Bicicleta: transporte, recreação, esporte. Nova York: Dial Press, 1982.
- ^ "Eficiência e potência da bicicleta - ou por que as bicicletas têm marchas." Páginas iniciais do usuário. http://users.frii.com/katana/biketext.html (acessado em 15 de fevereiro de 2011).
- ↑ programa de condicionamento físico para ciclismo: um guia completo de equipamentos e exercícios. Nova York: McGraw-Hill, 1985.
- ^ "O liquidificador mecânico movido a pedal." Inovações movidas a pedal por Bart Orlando. friends.ccathsu.com/bart/pedalpower/inventions/frames_final_htm..htm (acessado em 15 de fevereiro de 2011).
- ^ "O liquidificador elétrico movido a pedal." Inovações movidas a pedal por Bart Orlando. http://friends.ccathsu.com/bart/pedalpower/inventions/frames_final_htm..htm (acessado em 15 de fevereiro de 2011).
- ^ "Liquidificadores de bicicleta - Recursos | Balance a bicicleta." Balance a bicicleta. http://www.rockthebike.com/node/325/features (acessado em 15 de fevereiro de 2011).
- ↑Ir para:7,0 7,1 7,2 7,3 Whitt, Frank Rowland e David Gordon Wilson. Ciência da Bicicleta. 2ª edição. Cambridge, Massachusetts: MIT Press, 1982. 42-52.
- ^ Relatório sobre a bicicleta de armazenamento de energia, Thayer School of Engineering, Dartmouth College, Hanover, NH, 1962.
- ^ DR Wilkie, Man as an aero-engine, Journal of the Royal Aeronautical Society 64 (1960): 477-481.
- ^ T. Nonweiler, A produção do trabalho do homem: Estudos sobre ciclistas de corrida, Procedings of the Physiological Society, 11 de janeiro de 1958. 8-9.
- ^ Perry, David. "Livro de culto à bicicleta: recurso online: recordes da hora mundial." BikeCult. com. Np, 28 de julho de 2005. Web. 15 de fevereiro de 2011. < http://www.bikecult.com/bikecultbook/sports_recordsHour.html >
- ↑Ir para:12,0 12,1 Abbott, Allan V. e David Gordon Wilson. Veículos movidos a energia humana. Champaign, IL: Editores de Cinética Humana, 1995. 34-37.
- ^ Coast, JR, Cox, RH e Welch, HG (1986). Taxa ideal de pedalada em sessões prolongadas de cicloergômetro. Medicina e Ciência do Esporte e Exercício, 18(2), 225-230.
- ^ Call, Frances e Merle E. Dowd. O livro prático de ciclismo. Novo, rev. Ed. Nova York: Dutton, 1981.