我想要和物理所比獲贊數！觀眾老爺們給點贊
\^o^/
跳過中間商，直接看結論
自由車是費力機械。
因為自由車是「腳踩一小圈，車行好幾米」。根據能量守恒定律，W=F*s，動力臂運動距離s少了，力量F就要增加。因此是費力機械。
（補充：如果動力臂運動距離s大了，力量F就可以減少，就是省力機械。 一些變速自由車調到「爬坡檔」，腳踩好幾圈才能前進一些，這就是省力機械。 但這種檔因為提供基礎動力需要踩的圈數太多，踩踏時反而不容易控制行車平衡，因此實用性比較差，市場普及率很低）
分析中間商賺走的差價
在腳踏和牙盤這一段，是屬於省力機械。
滑輪組的原理其實就是杠桿原理。上圖可見，牙盤的圓心就是杠桿的支點，動力臂長於阻力臂，因此是省力杠桿。
飛輪和輪轂這一段，是屬於費力機械。
這個就更直觀了。動力臂比阻力臂小這麽多，妥妥就是一個費力杠桿！自由車能夠「腳踩一小圈，車行好幾米」，靠的就是這個設計。
所以從自由車機械原理上看，仍然是屬於費力結構。因為動力臂＜阻力臂，是用大力量小路程，換小力量大路程。 所以自由車作為載具最大的作用，還是增加人類的跑圖速度！
•͈ᴗ•͈ ♡
但為什麽騎自由車多數還是會讓人感覺省力呢？
本質上講，省力的並不是車架的機械結構，而是在於「 輪 」！
所謂省力的對比物件，也是「步行」與「騎行」的對比。
而且最最最最關鍵的判斷點並不是在於「省力」而是「省功」 。省力只是咱們一種廣義上的、口頭上說法。
輪結構能夠省力（功），是因為它用「捲動摩擦」代替了「滑動摩擦」。滑動軸承的輪子雖然微縮到軸承上仍然可見滑動摩擦，但軸承已經接近圓心，相比不帶輪的結構，「摩擦距離」可以視為已經被微縮到極小，因此能省下不少功。而對於更加調皮的捲動式軸承來說，連滑動的部份也被省去，運轉時摩擦力會更小，不僅省功，而且省力。
當摩擦力被幾何倍數減小之後，運動慣性的效果就會被大振幅恢復。在平地上騎行，只要賦予一個平平無奇的初速度，自由車能夠滑行數米甚至數十米，而這數十米的滑行路程完全是不需要額外提供動力的。就能量消耗的角度而言，滑行時候的動能損耗很低，能量的利用率很高，所以騎行相比步行能夠很明顯地感覺到「省功」。
就騎行而言，我們腳踩踏板供能，也只是補充輪軸摩擦的耗能、風阻耗能、輪子與地面捲動摩擦的耗能。非要多說也只能講爬坡時候克服重力分力的耗能了。除了爬坡外，其他耗能可以說是非常細微，維持運動所需的力或能量都是很小的。
所以，輪結構是一切車輛省力省功的核心機械結構。
步行，全靠滑動摩擦提供動力，沒有「滑行」這個操作，不能利用運動慣性，動能可以說是每一步都在浪費，因此功耗大、運動效率低。
如果有運動經驗的人還會發現，給腳上加輪，行動會輕松很多，但玩滑輪溜冰也還是比騎行更累一些。
滑輪溜冰運動增加的能耗其實不在於滑行，而在於滑輪溜冰運動獲取動力的方式！倆腳是等長的，想要用腳獲取動力，必須一條腿半蹲，另一條腿才能騰出足夠的長度進行「推動」。這個「蹲起」的過程是費力的，要克服重力做功，所以這個動作的消耗的能量有相當大一部份被用來「起」，只有少部份被用來制造前進動力，所以滑輪溜冰還是偏費力一點。
同理，跑步也比走路費功，因為跑步是一種快速的「走路」，為了讓兩腿可以更好的交錯發力，跑步需要施展出遠超過行動距離的步幅，多出來的這段步幅是用來給兩腿的運動加速的，所以跑步時候總是要把步子擡到很高，甚至還需要帶一點「跳躍」的動作。這些地方都會增加額外的能量消耗。
自由車能夠把以上這些費力費功的地方全部省去，因此是一種能量利用率非常高的機械。
雖然機械結構上是費力機械，但相較於步行，輪結構讓它仍然非常省功。
