Науката зад велосипеда - la bicikleta
„Това е толкова лесно, колкото да караш колело“, казва популярен израз, който се използва за изразяване на простотата, необходима за изпълнение на някои задачи; А що се отнася до колоезденето, това е израз, който не е далеч от истината, защото карането на велосипед е толкова просто, че почти всеки наистина знае как да го направи - или поне за тези, които са го предложили - но ¿наистина ли е толкова просто, колкото си мислим? ->
Що се отнася до факта, че въртя педалите, да, но докато за повечето велосипедисти е обичайно, че сме по-концентрирани върху неравностите по пътя; избягвайте да бъдете прегазени от шофьора; липсата на безопасна инфраструктура или избягването на автобуса, това ни отвлича вниманието и ние пренебрегваме явления, които са безспорно интересни и присъстват във всеки ход на педала, които предприемаме и които са: онези явления, които физиката изучава и които са основна част от разбирането на механизмите на нашия велосипед.
И разбирането на тези явления започва с едно от първите предизвикателства, които преодолявате, когато тръгнете на мотора, което е поддържането на баланс. Това знание отива много по-далеч от преодоляването на страха ни от падане, защото от него започват последиците, свързани с науката зад велосипеда.
Физиката на велосипедите
Тъй като науката за поддържане на равновесие по време на каране на колело не е никак проста и не говоря само за усилията на нашите тела да избегнат удрянето на настилката, а за обединението на физическите явления, които действат на една от най-често срещаните машини които съществуват: велосипедът.
Нашият мистериозен велосипед
И именно чрез физиката нашият велосипед става интересен и дори загадъчен, защото именно физиката е отговорна за описването на силите, които правят възможно моторът ни да работи, да стои изправен и променливите, които го правят възможно. е по-добър от друг или защо велосипедът е в състояние да върви по права линия, дори без ездач да го контролира. ->
Какво кара нашия мотор да се изправи?
Твърди се, че Алберт Айнщайн е заявил, че „животът е като каране на колело: за да поддържате равновесие, трябва да продължите да се движите“. И беше прав. Ключът, за да не падне мотора ви, е движението, защото ако е в покой, той пада, но ако добавим движение към него, той остава изправен и ако поддържаме това движение с постоянна скорост (кинетична енергия), това ни гарантира плавно карайте, дори без да държите кормилото.
Жироскопско действие
Но нека гироскопското действие обясни как велосипедът стои изправен, за това нека знаем, че има две концепции на физиката, които си взаимодействат: величина и посока. Под величина имаме предвид силата, генерирана от въртящото се движение на колелата. Когато те се движат, за да спечелят битката срещу гравитационната сила, ние се движим напред, без да падаме. Колкото по-висока е скоростта, толкова по-голям е ъгловият момент. Следователно е по-лесно да се поддържа баланс при ускоряване, отколкото при забавяне.
За да го разберем малко по-добре, нека направим експеримент. Извадете едно колело - това отпред е по-лесно и вероятно по-чисто - и, като държите оста, го завъртете. Сега се опитайте да завъртите колелото, като преместите оста. Ще видите, че то се съпротивлява. Сега, докато колелото все още се върти, пъхнете единия пръст под едната страна на тази ос и освободете другата страна. Вълшебно остава там, сякаш някой невидим държи другата страна.
Какво ме кара да вървя направо?
На велосипед кормилната ос се спуска надолу по вилицата или вилицата. Ако си представите линия, която продължава до края на вилицата, тя всъщност докосва земята пред мястото, където гумата докосва земята. Тоест, кормилната ос е пред точката на контакт. Разстоянието между тези две точки се нарича „пътека“. ->
Колкото по-дълга е „пътеката“, моторът ще бъде по-стабилен, но колкото по-кратък е, толкова по-малко стабилен ще бъде и толкова по-трудно ще бъде да карате. Това е причината, поради която карането на едноколесно колело е по-трудно от карането на велосипед. Е, в едноколесния велосипед - освен че има само опорна точка - неговата кормилна ос е точно под водача, а не пред колелото, както се случва с велосипеда.
Мистерията на мотора, който кара себе си
В основата на инженерния и физически пъзел, който включва нашият велосипед, има нещо, което всички сме наблюдавали. Ако натиснете велосипеда си, той се балансира, като автоматично се насочва, за да коригира колебанията си, докато се забави и в крайна сметка падне настрани. Въпреки че "пътеката" между колелата определя лекотата на работа с велосипед и жироскопичният ефект помага за стабилността, нито едно от тях не е отговорно за самобалансиращия ефект на велосипеда, което е загадка дори за науката, но теориите все още са се предлага да даде отговор.
За да разберете за какво говоря, можете да гледате това видео от: Minute Physics.
Издръжливост
И в търсенето на този отговор излизаме с друга концепция: съпротивлението на движението в колелата ни.
Съпротивлението на колелото може да варира значително в зависимост от повърхността, по която се движи. Ликвидационният път е много по-труден за търкаляне, отколкото гладък. Но голяма част от тази устойчивост на протектора зависи и от вида на гумата, която използваме.
Повечето шосейни и градски велосипеди имат по-тънки гуми, докато планинските велосипеди имат големи, дебели гуми. Всеки тип гума е проектиран за повърхностите, по които се циркулира.
Пътните гуми са напомпани до 100 или дори 120 PSI (паунда на квадратен инч). Тънка, твърда гума на асфалтовата повърхност няма да се сплеска много. Колкото по-малко гумата е сплескана отдолу, толкова по-малка е повърхността, която е в контакт с пътя. По-малкото контакт в този случай означава по-малко триене и по-голяма скорост, която произвеждаме, тъй като има по-малко съпротивление на повърхността на търкаляне - поради което е толкова важно гумите да се поддържат правилно напомпани.-.