Welche Energieumwandlung findet beim Fahrradfahren statt?

Ein weiterer Punkt, der noch nicht angesprochen wurde, ist, dass Sie sich darüber im Klaren sein müssen, welches System Sie in Betracht ziehen: Betrachten Sie ein System, das nur die Person umfasst, mit Schnittstellen zwischen dem Radfahrer und dem Fahrrad an den Händen, Füßen und dem Gesäß des Radfahrers und dem Rest der Oberfläche des Radfahrers mit der Umgebungsluft? In diesem Fall endet der Großteil der von den Muskeln des Radfahrers geleisteten Arbeit als mechanische Arbeit am Antriebsstrang des Fahrrads.

Oder sehen Sie sich das Fahrrad an, das die oben genannten Schnittstellen zum Radfahrer sowie die Kontaktpunkte der Räder mit der Straße aufweist?

Beachten Sie, dass bei höheren Geschwindigkeiten (z. B. 32 km / h) die überwiegende Mehrheit der vom Radfahrer geleisteten Arbeit gegen den Luftwiderstand gerichtet ist, plus einige Arbeiten gegen die Reibung des Antriebsstrangs und die Rollreibung, die alle enden in thermischer Energie. Wenn Sie auf einer ebenen Straße mit konstanter Geschwindigkeit fahren, wird schließlich die gesamte Arbeit des Radfahrers abgebaut.

In jedem Fall Die kinetische Energie des Fahrradfahrersystems wird nur beim Beschleunigen des Fahrrads erzeugt. Bei konstanter Geschwindigkeit wird nur die kinetische Energie der Luft erzeugt, die durch die Bewegung des Fahrrads / Radfahrers gestört wird. Diese kinetische Energie wird dann in relativ kurzer Zeit abgebaut.

Mechanische Energie bedeutet normalerweise die Summe aus kinetischer Energie und potentieller Energie.
Wenn Sie also mit dem Fahrrad fahren, hoffen Sie, dass die muskuläre (chemische) Energie hauptsächlich in mechanische Energie umgewandelt wird. Leider erzeugt Reibung Wärme und Geräusche und verringert die Menge an mechanischer Energie, die Sie haben.

Muskelenergie wandelt sich in um mechanische Energie.

Der Radfahrer übt mit seinen Beinmuskeln Kraft aus, um die Räder zu drehen.

Die Muskelenergie ändert sich in mechanische Energie, die die Summe aus potentieller Energie und kinetischer Energie ist, ändert sich aufgrund ihrer Geschwindigkeit in kinetische Energie.