Tại sao xe đạp có bộ biến tốc có thể thay đổi tốc độ?

Với nhiều người, xe đạp là phương tiện giao thông quen thuộc trong đời sống hằng ngày. Trước đây, xe đạp thông thường không thể tự thay đổi tốc độ. Ngày nay, nhiều người dùng xe đua hoặc xe địa hình có bộ biến tốc. Vậy những chiếc xe này thay đổi tốc độ bằng cách nào?
Xe đạp chuyển động nhờ lực đạp làm vành đĩa quay, xích truyền chuyển động đến líp, rồi líp kéo bánh sau quay. Ở xe đạp thường, số răng của vành đĩa và líp là cố định, nên tốc độ xe chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ đạp. Đạp càng nhanh thì xe chạy càng nhanh, đạp chậm thì xe đi chậm.
Số răng của vành đĩa và líp có ảnh hưởng lớn đến tốc độ và lực đạp. Vành đĩa càng lớn, xe có thể chạy nhanh hơn nhưng người đạp sẽ thấy nặng hơn. Ngược lại, vành đĩa nhỏ giúp đạp nhẹ hơn nhưng tốc độ thấp hơn.
Xe đạp biến tốc được thiết kế để đạt hai mục đích: tăng tốc khi cần và tiết kiệm sức khi cần. Chẳng hạn, một chiếc xe đua 12 tốc độ có hai vành đĩa và sáu líp với số răng khác nhau. Khi đi, người dùng chọn cách kết hợp vành đĩa với líp phù hợp để đạt tốc độ mong muốn.
Nếu muốn chạy nhanh, vận động viên thường dùng vành đĩa lớn kết hợp với líp nhỏ để tăng số vòng quay của bánh sau. Khi leo dốc, họ chuyển sang vành đĩa nhỏ kết hợp với líp lớn; tốc độ lúc này chậm hơn nhưng lực đạp nhẹ hơn, giúp tiết kiệm sức.