町人思案橋・クイズ集

アクセスカウンタ

zoom RSS 変速機が必要な乗物はどれ?

<<   作成日時 : 2016/04/01 06:48   >>

なるほど(納得、参考になった、ヘー) ブログ気持玉 1 / トラックバック 1 / コメント 2

画像
★科学★
問題:一般的な自動車にはご存知のとおり変速機(トランスミッション)がついています。オートマチックの場合でも、自動型の変速機がついているとのこと。
■自転車にも変速機はついていますね。ママチャリなら遅-普-速の3段階ぐらい。スポーツタイプですと、クランク軸というのでしょうか、左右のペダルの真ん中にある軸のあたりに歯車7枚×後輪の軸に3枚で21段階に変速できるなんてのが普通ですね。実際にはそんなに細かくは使わないものですけど。
◇*HP「クランク軸 自転車 - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%82%AF%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%82%AF%E8%BB%B8%E3%80%80%E8%87%AA%E8%BB%A2%E8%BB%8A&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&biw=1280&bih=602&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjU6e_gu6HLAhWo6aYKHRjADVEQ_AUIBigB#imgrc=Oanp_6cHXIcq1M%3A
■では、他の乗物には、ギアの比率で速度を変える変速機はついているのでしょうか。次の中で変速機のついた乗物を挙げてください。
[い]ヘリコプター
[ろ]蒸気機関車
[は]ディーゼル機関車
[に]電気自動車
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[い]ヘリコプターと [は]ディーゼル機関車
説明:参考資料*1によれば、蒸気機関車と電気自動車では変速機は不要らしい。このふたつの機関では、「完全な停止状態からすぐに最大トルクを叩き出せる」とのこと。
■トルクとは「ねじりの強さ」を表わすらしい。「力学において、ある固定された回転軸を中心にはたらく、回転軸のまわりの力のモーメント」とWikipediaには記されていました。モーメントは「ある点を中心として運動を起こす能力の大きさを表す物理量」だそうです。ひらたく言えば勢いかな。
■ヘリコプターとディーゼル機関車は内燃機関を使います。電気式のディーゼル機関車もあるそうですが、それは例外としておきましょう。自動車もまた内燃機関ですね。内燃機関の特徴は、回転数が低いときには力を出し切れないという点にあるようです。回転数が高まると「ねじりの強さ」がぐんと高まるらしい。
■内燃機関では停止状態から毎分300回転ぐらいまでは、ちょっとした負荷が加わるとエンストを起こしてしまうようです*1。そこで考えられたのが変速機だそうです。クルマをゆっくりと動かすときでも、エンジンのほうはすでに300回転を越えて充分に力を発揮できる状態になっているらしい。回転数をそのまま車軸に伝えてしまえば急発進してしまうかもしれません。クルマの重さによってはエンストかな。ギアの比率で遅い回転数に変換して車軸に伝えているとのこと。
■なお、蒸気機関車は外燃機関を使っているそうです。タービン(羽根車)とは別の場所、外側で火を燃やしていますので外燃機関と呼ぶらしい。登山鉄道など坂道を登る蒸気機関車もあり、変速機なしでどうやっているのかなと思ってしまいます。蒸気機関車では、加減弁と逆転機ハンドル・逆転棒と呼ばれる装置を使って出力を調整したりするそうです。素人にはなかなか難しい話のようです。興味のあるかたは、Wikipediaの蒸気機関車の項などを参考にしてください*2。
■電気自動車では、インバータと呼ばれる装置を利用し、電源周波数を変化させることで交流式電動機(モーター)の回転数を制御しているとのこと。電気自動車に積み込まれた大きな荷物、蓄電池から取り出されたとき、電気は直流だそうです。これをインバータと呼ばれる逆変換装置を使い、任意の周波数の交流に変換し、電動機に送るらしい。ちなみにインバータと逆の働きをする装置はコンバータ(整流装置、順変換器)と呼ばれます。送電線で送られてきた交流を直流に直すときはコンバータを使うようです。模型用のマブチモーターを交流電源で使うとき、どこかでAC-DCコンバータ(交流-直流変換器)を通していることになりますね。
◆参考*1:書籍「頭のクスリ」初版50頁、クリストファー・P・ヤルゴスキー/フランクリン・ポッター著、ISBN4-07-233980-6主婦の友社
◇*2HP「蒸気機関車 - Wikipedia」
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%92%B8%E6%B0%97%E6%A9%9F%E9%96%A2%E8%BB%8A
◇*3HP「電気自動車に使われるモーターの種類と仕組み [電気自動車・EV] All About」
http://allabout.co.jp/gm/gc/423947/

ぬけられます→科学雑学クイズ一覧

テーマ

関連テーマ 一覧


月別リンク

ブログ気持玉

クリックして気持ちを伝えよう!
ログインしてクリックすれば、自分のブログへのリンクが付きます。
→ログインへ
気持玉数 : 1
なるほど(納得、参考になった、ヘー)

トラックバック(1件)

タイトル (本文) ブログ名/日時
人と自転車と車とバイクが10mダッシュ。勝つのは人間なの?
●●●●★科学★●● 問題:スポーツカーとファミリーセダン、中型バイク、ミニバイク、自転車、ふつうの人が一線に並び、ヨーイドンで10m競争をしたとします。どれが優勝するのでしょうか? [い]スポーツカー [ろ]ファミリーセダン [は]中型バイク [に]ミニバイク [ほ]自転車 [へ]人 (答えはずっと下↓ スクロールして下さい) ...続きを見る
町人思案橋・クイズ集
2016/11/01 06:49

トラックバック用URL help


自分のブログにトラックバック記事作成(会員用) help

タイトル
本 文

コメント(2件)

内 容 ニックネーム/日時
電気自動車が出来た当時は、その加速性能に驚かされたようですね。
実際に初めのころ試乗したときに事故が起きてますしね。
ねこのひげ
2016/04/03 07:11
コメントをありがとうございます。

 なるほど、内燃機関に慣れた人が電気自動車に乗ると加速が驚異でしょう。
 自動運転とか燃料電池車とか電気自動車とか、自動車業界は新しい技術が多くて話題に事欠きませんね。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2016/04/03 23:19

コメントする help

ニックネーム
本 文
変速機が必要な乗物はどれ? 町人思案橋・クイズ集/BIGLOBEウェブリブログ
文字サイズ:       閉じる