גלגלי שיניים ברכיבת אופניים

תיאור סיטואציה
בחנויות אופניים ניתן למצוא אופני הילוכים. ההילוכים מאפשרים רכיבה במהירויות משתנות לפי תנאי השטח (רכיבה בעליות ובירידות, בכביש ישר או נגד הרוח).
ההילוכים מתקבלים על ידי שילובים שונים של זוגות גלגלי שיניים (גלגל"ש). גלגל שיניים, בגדלים שונים, מחובר לדוושות, וגלגל שיניים נוסף מחובר לגלגל האחורי של האופניים.
כל זוג של גלגל שיניים, קדמי ואחורי, מחובר על ידי שרשרת (ראו סרטוט שמתאר את אחד המצבים).
סיבוב של הדוושות מניע את גלגל השיניים הקדמי שמניע את גלגל השיניים האחורי באמצעות השרשרת. גלגל השיניים האחורי מניע את הגלגל האחורי וביחד איתו את הגלגל הקדמי.
היחס בין מספר השיניים בגלגלי השיניים (הקדמי והאחורי) קובע את מספר הסיבובים של הגלגל האחורי של האופניים בכל סיבוב של הדוושות. ליחס זה קוראים יחס הַעֲבָרָה.
לדוגמה: אם יחס ההעברה הוא 2, אז סיבוב אחד של הדוושות גורם ל-2 סיבובים של גלגל השיניים האחורי וגלגלי האופניים.
סדר הפעולות, תוך כדי רכיבה באופניים, מפורט בתרשים הבא:
בעיה
באופני העיר של יוסי יש: גלגל שיניים אחד, עם 52 שיניים, המחובר לדוושות
ו- 3 גלגלי שיניים, עם מספר שונה של שיניים, המחוברים לגלגל האחורי (ראו ציור).
- כמה חיבורים, בין גלגל השיניים הקדמי לגלגלי השיניים האחוריים, ניתן ליצור באופניים של יוסי?
- חשבו את יחס ההעברה ומלאו את הטבלה עבור כל אחת מהאפשרויות של גלגלי השיניים המחוברים לגלגל האחורי:
מספר שיניים בגלגל השיניים האחורי 16 21 26 יחס ההעברה \(\large\frac{52}{26}\normalsize=2\) - בהילוך מסוים יחס ההעברה הוא 2.
לפניכם מספר טענות. קבעו לגבי כל אחת מהן אם היא נכונה או שגויה:
1) אם מסובבים את הדוושות פעם אחת – הגלגל האחורי יסתובב פעמיים.
2) אם מסובבים את הדוושות 3 פעמים – הגלגל האחורי יסתובב 6 פעמים.
3) אם הגלגל האחורי מסתובב פעמיים – זה אומר שהדוושות יסתובבו פעמיים.
4) ביחס העברה של 2 – הגלגל האחורי מסתובב יותר מהדוושות. - ביום א' יוסי רכב על אופניו עם גלגל שיניים אחורי בעל 16 שיניים.
ביום ב' יוסי רכב על אופניו עם גלגל שיניים אחורי בעל 26 שיניים.
בשני הימים הוא סובב את הדוושות מספר זהה של פעמים. באיזה יום יוסי עבר מרחק גדול יותר? נמקו.
- יש לבחור את יחס ההעברה הרצוי.
- לחיצה על הכפתור "סע", מציגה את תנועת גלגלי השיניים בסיבוב אחד של הדוושות.
הצבעים מציגים את ההבדל בין תנועת גלגל השיניים הקדמי לאחורי. - לחיצה על הכפתור "עצור" מאפשרת עצירה של גלגלי השיניים לפני תום הסיבוב.
- ניתן להציג את האופניים ולראות את תנועתם.