Forståelse af gearing

Med 1 omdrejning udføres der et mindre arbejde i det lave gear, og et større arbejde i det høje gear. Hvis 1 omdrejning udføres i det samme tidsrum, ydes der derfor en mindre effekt i det lave gear, og en større effekt i det høje gear. Det er, i en første tilnærmelse, størrelsen af den ydede effekt, der afgør, hvor hårdt arbejdet føles for den ydende person.

I visse motorblade, kan man nogle gange, ifm. test af en bil, se kurver over motorydelse ( Watt ) og momentkurve ( Nm ) som funktion af omdrejningtallet ( ω ). Motorydelsen ( effekten ) = omdrejningtallet * momentet, altså:

P = ω * T  ,  hvor enhederne er:  P: Watt ,   ω:  rad/sek  ,   T:  Nm

F.eks vil momentet have maximum ved omkring 3500 rpm og effekten have maximum ved 5000 rpm.  Når man så skal op ad en stejl bakke eller overhale, vælger man et lavere gear med højere omdrejningstal, hvor effekten er maksimal. Når man skal køre ligeud med jævn hastighed vælger man et højere gear med lavere omdrejningstal, for at køre mere økonomisk og for at slippe for motorlarm.

Ovennævnte kurver kan også tegnes for en cykelrytter, der har nogle optimale omdrejningstal, hvor der opnås maximal effekt eller maximal brændstoføkonomi.  Afhængig af situationen ( bakker, vind, først over mål ), vælger cykelrytteren nu det gear, hvor rytterens performans bliver bedst. Tunge ryttere vil typisk vælge et højere gear end en lettere og spinklere rytter, simpelthen fordi deres "motorkarakteristikker" alias kurver ser forskellige ud, og den tungere rytter kan køre med større effekt og bedre økonomi i et højere gear, fordi den tunge kan yde et større moment end den lette.

Men pointen er altså:  P(ω) = ω * T(ω)    for den givne motor.

Der er to måder, at anskueliggøre det på.

Den ene er, at du i det høje gear kommer længere frem end i det lave. Hvis den kraft, cyklen skal overvinde, er den samme, skal arbejdet være større i det høje gear (A = F * S). Pedalerne bevæger sig den samme vejlængde på 1 omgang, så for at udføre arbejdet, skal du bruge en større kraft.

For en cykel med udvendige gear, kan man også se på det med vægtstangsreglen. Skifter man gear ved at flytte kæden mellem tandkranse på baghjulet, kan man umiddelbart se, at det høje gear har mindre tandkrans og dermed mindre vægtstang. Derfor skal kraften også være større.

For et navgear er sagen noget mere kompliceret, da konstruktionen ikke er helt så gennemskuelig og iøvrigt pakket godt ind.