Tercera ley de Newton (acción y reacción) y trabajo realizado con una rueda

Pero la punta de la rueda que toca el suelo no se mueve con respecto al suelo; por lo tanto, ni la fuerza de reacción ni la fuerza de acción realizan trabajo alguno; por lo tanto, esta fuerza no puede ser la que provoque que la bicicleta acelere desde parada.

Eso no es correcto. Si la rueda no patina sobre el suelo, entonces la fuerza de rozamiento estático hará que tanto la bicicleta como la tierra aceleren, aunque esta última sería imperceptible.

Según la tercera ley de Newton$F_R$=$F_A$=$F$.

Según la segunda ley de Newton, la fuerza de fricción$F$que la tierra ejerce sobre la bicicleta hace que la bicicleta acelere

dónde$a_b$es la aceleración de la bicicleta y$m_b$es la masa de la bicicleta

La fuerza$F$que la bicicleta ejerce sobre la tierra hace que la tierra se acelere

dónde$a_E$es la aceleración de la tierra y$M_E$es la masa de la tierra.

Claramente desde$M_{E}>>>>m_b$, entonces$a_{E}<<<<a_b$. La aceleración de la tierra sería demasiado pequeña para medirla, pero teóricamente existiría de todos modos.

La cadena de la bicicleta definitivamente funciona en la rueda dentada del eje trasero (los dientes y la cadena se mueven con fuerza). Presumiblemente, el eje funciona en el cuadro de la bicicleta; el marco y el ciclista son empujados desde el eje. Algo complicado sucede entre el eje y el neumático.

En última instancia, la energía que hace que se realice trabajo en la bicicleta proviene de la conversión de energía potencial química del cuerpo en energía mecánica que realiza trabajo al empujar los pedales. Si podemos ignorar cualquier fuerza disipativa en la cadena de eventos desde la fuerza sobre el pedal de la bicicleta hasta el par aplicado a la rueda, entonces todas estas fuerzas pueden considerarse internas al sistema bicicleta/ciclista. Si podemos excluir todas las fuerzas disipativas externas (resistencia del aire, resistencia a la rodadura de los neumáticos, etc.), entonces la única fuerza externa que actúa sobre el sistema bicicleta/ciclista es la fuerza de fricción estática ejercida por la tierra, que es entonces responsable de la aceleración de la bicicleta.

Espero que esto ayude.

Estos son los pasos a través de los cuales creo que la bicicleta acelera desde el reposo.

1. Pisas el pedal.

2. La rueda trasera se mueve para girar (en el sentido de las agujas del reloj) para detener ese movimiento relativo$f_1$actúa hacia adelante, ahora toda la bicicleta acelerará hacia adelante debido a$f1$.

3 . Ahora ven a la rueda trasera. Dado que toda la bicicleta junto con la rueda trasera se mueve hacia adelante, el punto de contacto de los neumáticos traseros intenta patinar y oponerse a la fricción ($f_2$) en la rueda trasera actúa hacia atrás. Esto también crea un par.

Traducción Movimiento de bicicleta:$f_1-f_2=M_{bicycle}a_{com}$

Para responder a su pregunta sobre el trabajo realizado:

1. Tu energía muscular se convierte en energía cinética. Si incluimos la fricción entre los engranajes. Tu energía gastada =$KE\ _{bicycle}+ Friction\ _{gears}$