Descrizione e componenti
Draisina (ca. 1820)L'energia è fornita dal conducente spingendo i pedali, che sono solidali con una ruota dentata (corona o moltiplica) montata sul movimento centrale. Questa, attraverso una catena, è connessa ad una ruota dentata coassiale con la ruota posteriore.

Il conducente viaggia normalmente in posizione seduta su una sella o sellino di forma approssimativamente triangolare, posta leggermente arretrata rispetto alla verticale del movimento centrale. Da questa posizione, gode di una ottima visuale sull'ambiente circostante e sull'eventuale traffico.

Sulla ruota posteriore è normalmente montato un meccanismo di ruota libera, che permette alla bicicletta di avanzare per inerzia senza dover muovere i pedali.

Alcune biciclette montano invece il cosiddetto scatto fisso, in cui vi è un solo ingranaggio, solidale col mozzo. Con questo sistema c'è una trasmissione diretta del moto dai pedali alla ruota e, smettendo di pedalare o pedalando all'indietro, si frena. È il caso tipico delle bici da pista, usate nei velodromi senza freni e senza cambio, ma questa scelta viene adottata anche da molti per l'uso su strada. Tra i precursori dello scatto fisso, sono da segnalare i cosiddetti "bike messangers", ovvero fattorini in bicicletta, popolari in diverse grandi città, che prediligono lo scatto fisso per l'efficienza meccanica e per l'affidabilità. Molti ciclisti invece apprezzano il contatto di diretto con la strada, e lo giustificano con motivazioni filosofiche.

Spesso è presente anche un cambio di velocità, costituito da ingranaggi multipli sulla ruota posteriore ed eventualmente sulla corona, o più raramente da sistemi di ingranaggi contenuti nel mozzo della ruota posteriore.

Lo sterzo è basato su una forcella che regge la ruota anteriore, incernierata in un canotto leggermente inclinato in avanti, solidale con un manubrio che può avere varie foggie.

I freni possono agire sul mozzo della ruota (a disco o a tamburo) o sui cerchioni (a bacchetta, cantilever, v-brake, ... ). I comandi dei freni sono normalmente sul manubrio. Esiste anche un comando di freno a contropedale, poco diffuso in Italia, che attiva un freno generalmente a tamburo se i pedali vengono ruotati in direzione opposta al movimento.

Per ridurre l'attrito delle parti in movimento, vengono utilizzati cuscinetti a sfere. Sul mozzo delle ruote sono realizzati avvitando sui perni supporti a forma di cono con la superficie concava, su cui scorrono le sfere, trattenute in apposite cavità realizzate nel mozzo. I cuscinetti sono presenti anche sul movimento centrale, sui pedali, sullo sterzo, sul meccanismo di ruota libera.

Storia
Per approfondire, vedi la voce Storia della bicicletta.
Antica bicicletta per signora
Categorie [modifica]
Secondo l'uso, le biciclette si possono classificare come segue:

Bici da passeggio (robuste, dotate di parafanghi e paracatena, spesso monomarcia)
Bicicletta da corsa (superleggera, priva di accessori)
Bicicletta da pista (priva di freni e cambio, dotata di scatto fisso, usata nei velodromi)
Mountain bike (particolarmente robusta, dotata di cambio ad ampia escursione e adatta a percorsi sterrati)
City bike (bici da città, un compromesso tra robustezza ed efficienza meccanica, generalmente ricca di accessori)
BMX (piccola, talvolta monomarcia, adatta ad acrobazia)
Tandem (bicicletta per due persone)
Bici da turismo (comoda e con accessori per lunghi viaggi)
bicicletta da stazione: un mezzo robusto e generalmente ben funzionante, ma di aspetto poco appetibile, atto a essere depositato presso nodi di interscambio del trasporto pubblico senza grossi rischi di furto.

A seconda della forma del telaio, si possono definire le seguenti classificazioni per le biciclette moderne:
bicicletta da uomo: telaio "a diamante", seduta verticale;
bicicletta da pista: telaio come quella da uomo, ma con piantone della sella e forcella con angolo meno accentuato rispetto alla verticale, seduta verticale;
bicicletta da donna: telaio a U, aperto, seduta verticale;
bicicletta reclinata: telaio di varie forme, trazione posteriore o anteriore, utilizzo di un sedile al posto del sellino, postura più o meno distesa a seconda dell'uso (generalmente dai 20 ai 50 gradi);
bicicletta pieghevole: una qualsiasi delle precedenti, ma con il telaio pieghevole in una o più parti, per un trasporto più agevole.
Le biciclette reclinate, generalmente abbinate all'utilizzo di una carenatura aerodinamica, sono i più veloci veicoli a propulsione umana (HPV, Human Powered Vehicle) e detengono sostanzialmente tutti i record di velocità in questa categoria: 130,36 km/h nei 200 m (Sam Whittingham, 2004) e 85,991 km nel record dell'ora (Fred Markham, 2006).

Per le biciclette esiste una gamma infinita di accessori e personalizzazioni: parafanghi e paracatena (carter), luci a dinamo o elettriche, computer di bordo, portapacchi, borse e cesti per il trasporto di oggetti, sound system ambulanti (a batteria o a dinamo), campanelli e trombe per la segnalazione acustica, abbigliamento specializzato: scarpe, pantaloni imbottiti, tute, caschi, guanti, manubri e selle di ricambio, indicatori di direzione e di frenata...

Esistono anche accessori per integrare la propulsione umana con l'energia di un motore elettrico o a scoppio, e biciclette progettate e costruite per integrare queste tecnologie.

biciclette a pedalata assistita: bicicletta dotata di una batteria ricaricabile, posta in una apposita custodia che ne consente l'utilizzo e l'estrazione, per una comoda ricarica dalla rete elettrica domestica. La normativa prevede che il motore venga attivato dalla pedalata e si spenga allorché la pedalata viene sospesa. Tali biciclette sono esenti da omologazione (direttiva europea 2002/24/CE, art. 1, punto h) e, contrariamente ai ciclomotori, non richiedono il pagamento di un bollo di circolazione, né assicurazione, né uso obbligatorio del casco. In Italia la velocità massima sviluppabile da una bicicletta a pedalata assistita è fissato dal Codice della Strada a 25 km/h. Il motore può essere direttamente accoppiato ad una ruota (spesso quella anteriore) mediante ruote in gomma che fanno attrito sul cerchione, oppure collegato alla catena, oppure essere integrato nel mozzo della ruota stessa. Questi ausili possono essere usati più o meno occasionalmente per superare salite o per incrementare la velocità. Le case costruttrici affermano che mezzi di questo tipo possono coprire distanze fino a 50-80 km. Per viaggi lunghi si possono prevedere una o più batteria di scorta.
bicicletta fotovoltaica: particolare sottospecie di bicicletta a pedalata assistita che utilizza l'energia solare per ricaricare la batteria del motore elettrico, migliorando l'autonomia di viaggio. Il pannello fotovoltaico può avere un'area tra 0,5 m² e 1 m². La problematica principale è il basso rendimento, generalmente dimezzato a causa dell'esposizione raramente perpendicolare ai raggi solari. Il pannello inoltre deve essere disposto in modo da non creare problemi aerodinamici che metterebbero in pericolo la sicurezza del ciclista.
Una allettante alternativa potrebbe essere quella di utilizzare un pannello solare fisso (sul tetto di casa) e ricaricare la batteria della propria bicicletta a pedalata assistita solo durante le soste.

Aspetti socio-economici
La bicicletta è un ideale strumento di attività sportiva (vedi ciclismo) e di trasporto, caratterizzato da impatto ambientale pressoché nullo[senza fonte], costi modesti, effetti positivi sulla salute[senza fonte], piacevolezza nell'uso, bassi ingombri del mezzo parcheggiato, facilità di relazioni sociali, predisposizione al turismo anche psicogeografico.
In relazione agli altri mezzi di trasporto, la bicicletta, risulta il mezzo con minore dispendio di energie calcolato come rapporto energia spesa/persone trasportate.

La manutenzione della bicicletta è alla portata di chiunque per difficoltà tecnica e attrezzatura richiesta, accentuandone l'aspetto di mezzo popolare e indifferente alle classi sociali, e incoraggiando all'autoriparazione dei propri strumenti.

Trasporto in bicicletta
La bicicletta è stata fino a pochi decenni or sono un fondamentale mezzo di trasporto, spesso l'unico a disposizione delle classi meno agiate. Lo sviluppo economico ha poi portato ad una importante diffusione dell'automobile, che ha in gran parte soppiantato l'uso della bicicletta come mezzo di trasporto.

Con l'aumento del traffico urbano, tuttavia, il trasporto motorizzato individuale ha raggiunto i limiti del suo sviluppo, soprattutto nei territori fortemente urbanizzati, e l'utilizzo della bicicletta come mezzo di trasporto è ridiventato concorrenziale.

Sui percorsi urbani congestionati la bicicletta si dimostra spesso il mezzo più veloce, in particolare sui percorsi sotto i 10 km. Il vantaggio aumenta notevolmente se si includono i tempi e/o costi di parcheggio, e diventa incolmabile se vengono conteggiate anche le ore di lavoro necessarie a mantenere una autovettura.

Molti ciclisti asseriscono inoltre che nel traffico urbano la bicicletta sia meno stressante dell'automobile, sia per la maggiore agilità che permette di aggirare gran parte degli ingorghi che per gli effetti positivi della moderata attività fisica, specie se gli spostamenti sono tutelati da piste ciclabili.

Bicicletta rivoluzionaria
Sin dalle sue origini la bicicletta fu ampiamente usata dagli strati popolari, non soltanto per motivi di lavoro, ma anche in funzione politica e, nel corso della lotta di Liberazione, per compiere azioni di vario tipo, contro i nazifascisti.

In Italia la paura della bicicletta da parte dei reazionari ha una data certa e molto antica e una firma tanto famosa quanto odiata dalle forze popolari: quella del generale Fiorenzo Bava Beccaris, nelle vesti di Regio Commissario Straordinario, durante i moti del maggio del 1898 a Milano. Oltre ad ordinare una sanguinosa repressione, il generale fece affiggere un manifesto che decretava il divieto nell'intera provincia di Milano della «circolazione delle Biciclette, Tricicli e Tandem e simili mezzi di locomozione».

Più o meno con gli stessi termini, oltre alla minaccia della fucilazione, le forze dell'Asse proibirono durante la loro occupazione del territorio italiano, in funzione anti-partigiana, l'uso della bicicletta. Quel divieto, però, avrebbe significato in città come Milano o Torino, il blocco della produzione, giacché la maggior parte degli operai la usava per recarsi al lavoro e così il provvedimento fu ritirato.

Nell'immediato dopoguerra, la bicicletta fu molto diffusa, specialmente nelle campagne. Per i braccianti era l'unico mezzo di locomozione, usato, oltre che per il lavoro, in occasione di grandi manifestazioni o degli scioperi indetti dalla Lega dei braccianti. In quelle giornate di lotta, masse imponenti si radunavano per impedire ai crumiri di recarsi nei posti di lavoro. Contro le biciclette, appoggiate nelle sponde dei fiumi, si accanivano con particolare durezza, schiacciandole e rendendole inutilizzabili, le camionette della "Celere" di Mario Scelba, una polizia di pronto intervento, utilizzata soprattutto in occasione degli scioperi operai. Questa furia devastatrice non arrestò però lo svilupparsi di grandi battaglie per ottenere migliori condizioni di vita.

Sicurezza
Per pedalare nella maggiore sicurezza possibile fattori fondamentali sono:

la presenza di accessori di sicurezza:
campanello
luci anteriori e posteriori
catadiottri nei pedali e nelle ruote
casco (non obbligatorio in Italia)
perno di sicurezza, è usato se il freno anteriore è del tipo Cantilever e la gomma anteriore è tassellata; obbligatorio per evitare che il filo metallico tra i due elementi vada a finire sulla tassellatura dello pneumatico e scongiurare il pericoloso ribaltamento della bici in caso di rottura del cavo del freno, questo sistema viene sostituito dal supporto del catadiottro nel caso questo sia presente
la perfetta efficienza del mezzo, in particolare dei freni
la sua manutenzione preventiva
il rispetto del codice della strada da parte del ciclista, in particolare:
segnali luminosi
caratteristiche ed equipaggiamento dei velocipedi
freni
circolazione dei velocipedi
la costante attenzione ai pericoli del traffico
anticipare i comportamenti degli altri mezzi in moto
evitare di affiancare automezzi in moto, che potrebbero scartare o svoltare senza preavviso, con rischio di investimento e trascinamento del ciclista. Questo rischio è particolarmente marcato sulle rotatorie, in quanto gli automezzi possono decidere di uscire dalla rotatoria in qualsiasi momento.
nel percorrere strade affiancate da parcheggi, intersezioni stradali o passi carrabili, mantenere una distanza di sicurezza dal margine destro della carreggiata, onde prevenire i rischi dovuti all'apertura di portiere e all'uscita di veicoli.
evitare di superare la fila al semaforo da sinistra se si ha il dubbio che diventi verde prima di raggiungere l'incrocio.
nelle rotonde, ad eccezione della svolta a destra alla prima uscita, evitare la corsia più esterna, si potrebbe essere investiti o ostacolati dalle macchine in entrata ed uscita.
il corretto posizionamento di eventuali oggetti trasportati
non andare sopra i marciapiedi.

Velocità
Velocità tipiche (ovviamente indicative e soggettive) da bicicletta sono 15-25 km/h in pianura. Andature da passeggio, svago sono attorno ai 15-20 km/h. Velocità superiori a 30 km/h cominciano a diventare impegnative se sostenute per più di qualche minuto. Velocità dai 35 ai 50 km/h sono tipiche dei gruppi di ciclisti anche amatoriali quando sono in gruppo e si alternano alla testa del gruppo, con picchi di 65 km/h. Velocità superiori ai 50 km/h sono da professionisti soprattutto quando non si sta correndo in gruppo. Su strada piana le velocità che possono essere raggiunte dai professionisti sono sui 60-65 km/h, in volata anche 75 km/h. In discesa si possono raggiungere anche i 130 km/h. Scendere sotto a 2-3 km/h è difficile perché sotto questo limite l'equilibrio e la stabilità dell'andatura diventano precari.

A influenzare la velocità ci sono vari fattori:

stato dell'asfalto
sezione delle coperture
pressione delle coperture
condizioni del vento
posizione del ciclista
pendenza della strada
In generale con il diminuire della sezione delle coperture si aumenta le velocità, fino ad un limite intorno ai 20-23 mm. Attualmente la quasi totalità delle bici da corsa monta pneumatici di sezione da 23 mm.

La pressione delle coperture ha altresì grande importanza: solitamente le coperture riportano la pressione consigliata di gonfiaggio, al di sotto della quale le prestazione decadono e la copertura si rovina.

Il vento favorevole o sfavorevole, per quanto flebile, influenza notevolmente le prestazioni. Analogamente è importante la superficie frontale del ciclista che è causa della resistenza aerodinamica per attrito. I ciclisti cercano infatti il più possibile la scia di chi li precede per mantenere la velocità desiderata al minimo sforzo. L'attrito con l'aria a calma piatta è circa del 70 %. All'aumentare della pendenza della strada, la resistenza aerodinamica perde via via di importanza. Sono percettibili in bicicletta già variazioni di pendenza dello 0,5 %, con un'andatura tranquilla.[senza fonte]

Distanze
Le distanze che si coprono in bicicletta vanno dalle poche centinaia di metri ai 1000 e più km delle randonnee come la Parigi-Brest-Parigi o dei viaggi turistici più impegnativi. Nell'uso utilitario della bicicletta, gran parte dei percorsi non superano i 2 km, ma la bicicletta risulta concorrenziale rispetto all'automobile o al trasporto pubblico fino ad almeno 5-10 km. Sono rarissime le persone che intraprendono un viaggio di migliaia di chilometri in bicicletta.

Le biciclette che vengono usate per fare delle commissioni per es. andare a prendere il pane, andare fino alla fermata dell'autobus o del treno percorrono poche centinaia di chilometri all'anno. Chi va quotidianamente a scuola o al lavoro in bici, e utilizza la bici per gli spostamenti in città, percorre in media dai 300-400 km ai 3000 km all'anno. I cicloamatori durante l'arco dell'anno nelle loro uscite possono percorrere in totale, a seconda dell'intensità e della costanza del loro impegno, da 500 km ad parecchie migliaia di chilometri.

Consumi e potenze
L'energia necessaria per far avanzare la bicicletta (fino ai 10-15 km/h), su strada piana e in assenza di vento, è prevalentemente quella necessaria a vincere gli attriti meccanici. Dalla velocità di circa 18-20 km/h inizia a crescere, col quadrato, una componente che prima era trascurabile e che diventerà di gran lunga preponderante, la resistenza aerodinamica.

La postura del ciclista a velocità superiori ai 20-25 km/h comincia a essere molto importante. La postura meno efficiente è quella a busto eretto che si assume sulle biciclette olandesi, in quelle da corsa si offre meno superficie alla resistenza dell'aria e ancor a meno nelle biciclette reclinate o recumbent.
La larghezza degli pneumatici è un fattore che assume pesi diversi a seconda della cura periodica che ne vogliamo fare (controllo della pressione), del tipo di terreno e velocità. Per periodi di controllo stretti, strada asfaltata e velocità elevate (sopra i 20-25 km/h) gli pneumatici stretti (tipici delle biciclette da corsa) offrono un minore resistenza all'aria e d'attrito volvente, quindi sono più performanti. Per periodi di controllo lunghi e asfalti rovinati, sono preferibili pneumatici più larghi (tipici delle biciclette da città) perché garantiscono un ammortamento migliore delle asperità dell'asfalto e lo sgonfiamento è più lento. Per percorsi su terreni terrosi e accidentati, si utilizzano oltre a essere dei pneumatici larghi, hanno pure delle dentature (tacchetti), in modo da evitare lo slittamento della gomma. Per percorsi misti, strade asfaltate e fuoristrada, si utilizzano pneumatici larghi, con delle dentature (tacchetti), disposti solo lateralmente, in modo d'avere minore resistenza in città e garantire la tenuta in piega su terreni terrosi, argillosi, ecc...

Il consumo di energia (a 15-20 km/h) è quindi di circa 12-16 kJ per chilometro a seconda della velocità. Tanto per dare un'idea se tutta l'energia contenuta in 100 grammi di patate arrivasse ai pedali si potrebbero percorrere dai 21 ai 28 chilometri.
La situazione che massimizza la percorrenza, a parità di energia spesa, è quando la velocità corrisponde sempre a quella media sull'intero percorso.

Fattori che al loro aumentare fanno aumentare i consumi (o energia necessaria per avanzare):

grandezza della superficie frontale del veicolo con il ciclista in sella
larghezza degli pneumatici
scolpitura degli pneumatici
peso del ciclista (solo in salita)
peso della bicicletta (solo in salita)
irregolarità dell'andatura
Fattori che al loro aumentare fanno diminuire i consumi (o energia necessaria per avanzare):

pressione degli pneumatici
uniformità della superficie degli pneumatici
pedalare a ruota (nella scia) di un altro ciclista

Città e bicicletta
In Italia, Ferrara è la città con il maggior numero di biciclette per abitante[6] (all'entrata della cittá spesso si trova un cartello recante la scritta "Cittá delle Biciclette"), seguono Parma e Bolzano[senza fonte]. Padova, invece, risulta essere la città con il maggior numero di piste ciclabili, circa 125 km, in Italia.[senza fonte]

Oltre a una grande quantità di gruppi squisitamente sportivi, è presente in Italia un buon numero di associazioni dedite alla promozione dell'utilizzo della bicicletta e al miglioramento delle condizioni d'uso e delle infrastrutture. Queste realtà intendono sensibilizzare i cittadini all’uso della bicicletta come mezzo di trasporto alternativo, promuovendo così la mobilità sostenibile e richiedendo anche la realizzazione di percorsi ciclabili riservati e protetti.

Le biciclette in Europa
Dalla tabella sottostante si nota che c'è un uso della bicicletta nei vari stati europei molto diverso. In Olanda ce ne sono più di una per abitante e ogni olandese percorre in media 1019 km all'anno. In Italia ci sono 0,44 biciclette per abitante.

A causa del clima umido e spesso ricco di precipitazioni, in Olanda, paese con il più alto numero di biciclette per abitante in Europa, è molto diffusa la Bicicletta da pista a scatto fisso quindi, preferita a quella tradizionale per la sua mancanza di freni a leva e quindi minor possibilità di slittamento sul piano stradale umido a causa del bloccaggio delle ruote.

Nella città di Münster, in Germania, ci sono più biciclette che abitanti. A Berlino le biciclette sono anche molto diffuse, e le piste ciclabili a lato della maggior parte dei marciapiedi.

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