自転車のペダリング効率

質問

物理学素人ですがよろしくお願いします。

サイクリストで山岳サイクリングを中心に楽しんでいます。
以前から気になっていたんですが、同じギア比でも前側（クランクの付いている側）２枚付いているギアの大きい方を使って回した方が小さいギアを使うより効率よく走れるような気がします。
効率、といっても多分に体感的なものですが。

例として
フロントギア（F）５２×リアギア（R)２１の場合とＦ３９×Ｒ１６の場合ギア比は２．４程度でほぼ同一ですが、Ｆ５２を使った方が明らかに楽に走れる気がします。（多少キツメの上り坂で）

脚質、心肺機能等の要素も関係するとは思いますが、単純に力学的に説明できる部分はあるのでしょうか？

小学生の頃習った「テコの原理」だとペダルが力点、ギアとチェーンの接点が支点、クランク中心が作用点、かな？と思うのですが、Ｆ５２とＦ３９だと支点の位置が変わってくるのでそのせいかな？とも思います。いかがでしょうか。

参考までに
クランク中心からペダルシャフト中心まで　Ｌ＝１７０ｍｍ
Ｆ５２の場合、ペダル中心からギアの歯（チェーンをかけてチェーンピンの中心）まで　Ｌ＝６５ｍｍ
Ｆ３９の場合、ペダル中心からギアの歯まで　Ｌ＝９５ｍｍ　でした。

素人の素朴な疑問なので説明不足の点もあるかと思いますが、何卒ご教示のほどお願いいたします。

回答No.2

eroermine

F52微妙に楕円かな?

お礼

eroermine様

以前科学カテで「生命進化の必然性云々」の件でも回答頂いたみたいです。
ずいぶん博識な方とお見受けしますが、今回の回答は意味不明です。
質問欄でも書いたように素人の質問です。
できましたらその「素人」に分かるよう再度ご回答ください。
一応まじめな質問ですので悪しからず。

回答No.1

HARAHOROHI

こんにちわ。
思い切り文系ですが、自転車乗りです。
力点はペダルで一緒、作用点は後輪側になるのでは？
というわけでギヤ比が一緒なら重さは同じ筈です。
些細な点では逆にインナー側が有利で
1) アウターｘローよりインナーｘ中程 の方が、チェーンテンションが低い分、Rメカとチェーンの抵抗が減る
2) アウターｘローよりインナーｘ中程 の方が、チェーンラインの捻れが少なく、その分チェーンの抵抗が減る
上記２点が上げられますね。

ただ気分的には何となく理解できて、アウターｘローで目一杯 の方が
インナーでまだ余裕がある より力がこもるような気がする、様な。。

お礼

こんにちわ♪

以前ＮＨＫでボート（オールで漕ぐ方）がどうして進むのか、っていうのをやっててその時にオールの先端の水に接してる部分が支点になる（普通に考えると作用点のような気がするけど）のでボートが前に進む、と言うことを知って目からウロコが落ちた経験があったんです。
自転車の前に進むメカニズムはもっと複雑だからどうなのか、全く自信はないんですが（笑）

ご指摘のポイントは確かに理解できますねぇ。

そうそう、回答者さんの言われる通り、効率がいい、と言うより力がこもる、っていうイメージなんです。だから何か力学的なものが作用しているのかなあ・・・と思って質問した次第です。