Marchas largas, marchas cortas (y 2)

Ayer explicaba que la caja de cambios permite multiplicar o dividir la fuerza del motor.

El funcionamiento de la caja de cambios es idéntica al conunto de plato y piñones de una bicicleta.

Pensemos en una bici, de las que teníamos cuando eramos niños. Tenían unos pedales, unidos a un plato. El plato estaba unido a un piñón por una cadena. Y el piñón iba unido a la rueda trasera.

Como el plato era grande y el piñón pequeño, una vuelta del plato generaba varias vueltas en el piñón. Una pedalada provocaba que la bici avanzara mucho. Por desgracia requería mucha fuerza en las piernas, y cuesta arriba eso era agotador.

Si invertimos el modelo, tendríamos un plato pequeño y un piñón grande. Para conseguir que el piñón de una vuelta completa, tendríamos que dar varias pedaladas. Pero esas pedaladas requieren menos energia.

Por tanto tendriamos éste modelO (Plato - Piñón, respectivamente).

Plato grande -- Piñón pequeño
Una vuelta del plato genera varias vueltas del piñón.
El número de revoluciones a las que gira el piñón se multiplican
En un coche, quinta y sexta (marchas largas).

Plato pequeño -- piñón grande
Necesito varias vueltas del plato para que el piñón gire una vez.
El número de revoluciones a las que gira el piñón se divide.
En un coche, primera, segunda y tercera marchas (marchas cortas).

¿Y si son iguales?
Ambos giran al mismo número de revoluciones.
En un coche, cuarta.


Por tanto, una relación de marchas cortas provocarían que el motor (que siempre tiene la misma fuerza) hiciese girar un engranaje pequeño el cual iría conectado a un engraje grande. Este engranaje grande iría conectado al disco del motor. Ese disco del motor tocaría al disco de las ruedas, y el coche se movería.

El engranaje pequeño gira muchas veces por minuto. Pongamos que gira 100 veces. Ese giro obliga al disco grande a moverse, pero sólo 10 veces. Disminuye la velocidad de giro, pero la energía que se transmite sigue existiendo (no se ha esfumado). La consecuencia es que el engranaje grande gira poco, pero lo hace con fuerza.

Justo lo que necesito. Al girar poco ese engranaje, gira poco el disco. Cuando toque al disco de las ruedas, la fricción no quemará ambos discos. Y lo hace con fuerza, la necesaria para hacer que el coche se mueva.


El mismo razonamiento se puede aplicar al resto de combinaciones.

:-)