バロタが何言っているかわからん、という人向けの解説（その３）
1.4 速度と加速度
「えー、そう言ったって、1500Wとか出せる人はスプリントとか速いじゃん。」と思ったあなた、よいところに気づきましたね（池上さん風）。
速度と加速度は違います。式で書くと、
速度 ＝ 加速度 × 継続時間 (3)
という関係にあります。加速度が大きくても継続時間が短ければ、速度は大きくならない、ってことです。
俗に言う「黄金のタレ」を思い出すとわかりやすいかもしれません。アタックの「瞬間の」スピード（これがほぼ加速度）が速くても、すぐ脚にきて踏むのをやめると結局速度が上がらないので、逃げられないですよね。逃げたければ、ずっと踏み続けなけばならない（加速度を継続させる）わけです。
1.5 エネルギーと力の関係
自転車のスピードを速くしようと思ったら、まずはペダルを踏む力を大きくしますよね。強く踏むわけです。スピードが速くなると運動エネルギーが大きくなるんでしたよね？
力とエネルギーは関係している
のです。例えば、重いものをある高さまで持ち上げるとエネルギーを消費します（つまり、疲れる）。あるいは、重たいものをある距離引っ張るのにもエネルギーが必要です。
このように、エネルギーと力には、ある「距離」の間、力を掛け続けるとエネルギーを消費する、という関係があります。式で書くと、
エネルギー ＝ 力 × 力を掛け続ける距離 (4)
つまり、エネルギー と力が直接変換できるのではなくて、力に距離をかけたもの（物理っぽく言うと、距離で積分する)とエネルギーが同じ、というのがポイントです。これはあとでまた出てくるので覚えておいてください。
1.6 力とトルク
さて、バロックギアのマンガではトルクというのがキーワードになっています。「トルク」ってなんでしょうか。今回の話では、ギアをいかに回転させるか、というのがポイントなのですが、トルクは何かを回転させる能力のことです。力そのものとは違います。別の言い方をすると、トルク＝ひねる力、です。式で書くと、
トルク ＝ 回転方向の力 × 回転の中心から力をかける点までの距離 (5)
真円のギアを回している状況を単純化して書いたのが図１です。
図１ トルクと力の関係
具体的には、この場合、半径はrで、力はFなので、トルクはr x F
そう、トルクというのは力×距離、なのです。
「あれ、それじゃあ、前にでてきたエネルギーとおなじじゃない？」って思ったあなた、いーいところに気づきましたね（池上さん風）。
トルクと回転させるのに必要なエネルギーは本質的に同じ（物理っぽくいうと、「次元が同じ」）なのです。
1.7 トルクとエネルギーの関係
具体的に、図１の場合で考えてみます。力 F は常に回転方向（円の接線方向）にかかっています。
力Fでギアを１周させた場合、１周の距離（円周）は2 π r なので、
回転のエネルギー ＝ １周の距離ｘ接線方向の力 = 2 π r x F (6)
です。 トルクは r x F でしたよね。なので、あるトルクでギアを１周回したときに得られる「回転のエネルギー」は、
回転のエネルギー ＝ 2 π ｘトルク (7)
と表すことができます。これで、トルクと回転エネルギーの関係がわかりました。 ちなみに、この 2πというのは「ギアを１周させた場合」だから出てきた数です。ギアをまわすのが1/2周なら、2π /2 = πだし、1/4周なら π/2 です（
数学を覚えている人なら、これが「ラジアン」という単位で測った角度だと
いうのがわかると思います。180度= πラジアン）。つまり、
回転のエネルギー ＝ トルクを掛け続けた角度ｘトルク (8)
ということです。あれ、前節の(4)式の関係となにか似ていますね！
(4)式は物体が直線的にふつうに移動する場合で、(8)式は物体が回転する場合、の関係式で本質的におなじことです。
「距離」に対応するのが「角度」、「力」に対応するのが「トルク」です。
以下の話では、回転している場合だけを考えるので、(4)は忘れても大丈夫です。(8)を使います。
ここで、ギアの回転のエネルギーが１００％、自転車を進めるエネルギー＝運動エネルギーに変換されるとすると（実際には、チェーンやタイヤ、空気抵抗などでロスをしますが、後の説明には関係ないので無視します）、(6)から
自転車の運動エネルギー ＝ トルクを掛け続けて回したギアの角度ｘギアを回すトルク (9)
という関係があることがわかります。ですから、自転車のスピードを大きくしたければ（つまり、運動エネルギーを大きくしたければ）、トルクを大きくして、かつぐるぐると何回も回せばよい、わけです。自転車乗りにわかりやすい表現で言えば「重いギアを、速く回せ」ということです。重いギア＝回すのに必要なトルクが大きいギア、だからです。
ここまでの説明がわかれば、次からの話が少し理解しやすくなるでしょう（たぶん・・・）。
つづく・・・
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ロードレース初心者の方に
ロードバイクを乗り始めたばかりの方に
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