Защо можем да балансираме на две колела?

Начинът, по който велосипедът стои изправен докато се движи напред, винаги е бил мистерия за науката. Общоприетото физично обяснение е, че ефектът се дължи на набор от жироскопични ефекти.

Учени от университета Корнел и технологичния университет Делфт в Холандия успяха да комплекса от фактори, които кара колелото да стои изправено докато е в движение. Откритието може да доведе до радикално нови дизайни на велосипеди, пише scienceagogo.com.

Традиционният консенсус в научната общност е, че стабилността е свързана най-вече със жироскопичния ефект и трейл ефекта. Трейл ефекта е разстоянието на което контактната област на предното колело се намира от кормилната ос. Новото проучване показва, че тези фактори като относително маловажни.

"Тук става въпрос за това как наклона на велосипеда автоматично предизвиква насочването му в определена посока, което поставя колелата под падащото колело", обяснява Анди Руина, професор по механика в Корнел.

За да докажат, че жироскопичния ефект и трейл не са необходими, изследователите създали автономен велосипед с две малки колела, всяко от което било снабдено с въртящ се наопаки диск, който елиминира жиро-ефекта. В допълнение контактната точка на предното колело била разположена леко пред кормилната ос, което създавало негативен трейл ефект.

Когато задвижили велосипеда с 8 км/ч, той успявал да балансира на двете си колела, като при леко побутване от едната страна се изправял от самосебе си.

В резултат на експериментите си, учените открили 25 различни фактора, които влияят на стабилността на велосипеда, но според д-р Аренд Шваб от университета Делфт определящият фактор бил разпределението на масата, и най-вече на нейния център спрямо насочващия механизъм на велосипеда. "За да бъде колелото стабилно, насочващият механизъм трябва да бъде нестабилен. Ако велосипедът тръгне да пада на една страна този механизъм трябва да реагира още по-бързо" допълва ученият.

Специалистите добавят, че дизайнът на съвременните велосипеди е по-скоро консервативен и нищо съществено от основната им схема не се е променило от края на 19-ти век.

"Производителите могат да използват нашия модел за да правят различни модификации на стабилността на велосипедите си, както и да създават возила с необичаен дизайн", заключава Шваб.