garagem do odois

Você já deve ter se perguntado:

Comprimento da pedivela – ou braço de pedivela – é documento?

Teremos que estudar o problema do começo. A locomoção numa bicicleta é essencialmente rotativa. É através do giro das bi – cycle (duas rodas) que temos o movimento desejado. Por simples que pareça, temos aí um problema:

As rodas giram indefinidamente, quantas voltas se possa imaginar, enquanto que nós humanos temos articulações que permitem apenas frações de uma volta – ângulos menores que 360º.

Mecanismo das Quatro Barras

A solução deste problema se dá por via de uma interessante concepção chamada de mecanismo de quatro barras. Através deste curioso arranjo com quatro “links” de diferentes tamanhos é possível transformar movimentos alternativos – que não completam uma volta – em movimentos rotativos – giram indefinidamente -, como é o caso da pedivela – e manivelas em geral. A conversão no sentido contrário também existe, caso dos limpadores de parabrisas de carros.

As medidas de cada uma das barras influi diretamente na velocidade de rotação e no torque. Na situação da bicicleta temos as medidas humanas constituídas pelas pernas compondo duas – uma acima e outra abaixo do joelho – das quatro barras.

A terceira barra seria o braço da pedivela. A quarta barra é onde tudo está fixado ou, geometricamente, a distância da articulação do fêmur na bacia até a caixa central

Clicando na imagem a seguir você pode ver a influência dessas medidas no comportamento do mecanismo por meio de um software.

Clique para ir simular lá no Wolfram

A medida básica para este sistema funcionar é que:

• o comprimento da bacia até o joelho seja maior que a do braço da pedivela e que;
• o comprimento do (selim até caixa central+distância da pedivela) seja menor que o comprimento da perna inteira.

Sem estes não temos a transformação de alternativo em rotativo. Na prática significa que com a perna esticada precisa tocar o pedal na sua posição mais baixa.

Afinal, é ou não é documento?

Existe uma certa expectativa em utilizar pedivelas com braço maior em pessoas maiores. Estes braços são disponíveis em comprimentos que variam de 165 a 177,5mm. Em geral encontramos as opções de 170 ou 175 para componentes mais acessíveis. Podemos fazer algumas considerações de força e torque para uma mesma pessoa utilizando pedivelas de comprimentos diferentes (e todos os demais componentes iguais para cada situação):

Pedivela longa em relação a pedivela curta:

• A perna irá fazer uma força menor para o mesmo torque na roda.
• Como a potência é igual, a perna irá se movimentar mais rápido.
• O ângulo de articulação do joelho e no glúteo será maior durante uma volta completa da pedivela.
• O pedal passará mais próximo do chão.
• Irá gerar um torque maior quando pedalar de pé – peso do ciclista multiplicado pelo comprimento do braço da pedivela -, mas com um deslocamento maior em cada rotação.

Ok. Habemus diferença.

De qualquer forma, a diferença é muito pequena, de difícil percepção – cerca de 3% -. Medidas mais significativas como relação de marcha – uns 12% de diferença de uma marcha para outra – ou calibragem dos pneus acabam mascarando alguma vantagem para um ciclista não profissional. A grosso modo, pode-se recomendar pedivelas maiores para pessoas maiores e passar para a próxima dificuldade que é encontrar a peça à venda do jeito que se deseja.

Tags: mecanismo das quatro barras, pedivela

This entry was posted on quinta-feira, maio 15th, 2014 at 20:53 and is filed under Componentes Mecânicos, Física, Temas. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. Both comments and pings are currently closed.