예를 들어 "림의 무게 온스는 7 온스의 프레임 무게를 추가하는 것과 같습니다."라는 주장이 종종 있습니다. 이것은 "상식"이지만, 우리 중 일부는 회의적이며, 수학을 연습하려는 우리의 원 대한 시도는 그 회의론을지지하는 것으로 보입니다.
따라서 외부 반경이 약 36cm 인 표준 700C 자전거 타이어, 자전거와 라이더가 장착 된 자전거 무게 90Kg, 타이어 + 튜브 + 림 무게 950g을 가정 해 봅시다. 모든 휠 질량이 외경에 있다는 가정을 단순화하면서, 외경에 무게 그램을 추가 할 때 프레임 + 라이더에 무게 그램을 추가하는 것과 비교하여 가속도에 얼마나 많은 영향을 미칩니 까?
물리 스택 교환 에서이 질문을했습니다 .
답변:
내가 가진 대답은 2 배이었다 - 외경에 바퀴 하나의 온스 (또는 그램)를 추가 (즉, 트레드)는 자전거 프레임에 두 배 금액을 추가로 가속하는 데 필요한 힘 / 에너지 측면에서 동등 .
대답은 약간 관련되어 있었고 완전히 이해하기 위해주의 깊게 읽었지만이 생각 실험으로 대답을 설명 할 수도 있습니다.
고정식 차축에 고정 된 이론적 무중력 휠이 있고 (즉,지면에서 구르지 않는 경우) 외부 직경에 질량을 추가하는 경우, 추가 된 질량을 접선 속도로 가속하는 데 필요한 에너지는 질량을 동일한 선형 속도로 가속하는 데 필요한 에너지 (즉, 무게가없는 자전거 프레임에 부착 된 것처럼).
그러나 이론적 인 웨이트리스 휠이 고정식 차축에 고정되어 있지 않고 대신 이론적 인 웨이트리스 바이크에 부착 된 경우, 접선 방향과 선형으로 질량을 가속화하므로 두 가지 에너지 요구 사항을 함께 추가하므로 달성하는 데 2 배의 힘이 필요합니다. 동일한 가속과 2 배의 에너지로 주어진 속도로 가속합니다.
따라서 대답은 2 배입니다 (7x 또는 10x 또는 종종 인용되는 것은 아닙니다).