Kio tenas biciklon ekvilibra

Komence pensis, vi eble pensas, ke la homa rajdanto estas tio, kio tenas biciklon ekvilibra. Ĉi tio finas ne esti tute vera. Se lanĉita ĝuste, moderna biciklo sen rajdanto ekvilibrigas sin bone kaj daŭrigas sian vojon kvazaŭ rajdanto gvidus ĝin. Ĉi tio povas esti facile kontrolita de iu ajn kun biciklo Ĝis antaŭ kelkaj jardekoj, sciencistoj opiniis, ke biciklo estas mem-ekvilibra kiam en moviĝo pro giroskopaj efikoj kaj ĵetefikoj sole. “Giroskopa efiko” signifas ke ŝpinrado emas resti vicigita en sia origina direkto. Ĉi tiu efiko estas uzata en mekanikaj navigaciaj giroskopoj por konservi bonordan direkton kiam veturilo vojaĝas. La giroskopa efiko estas rekta rezulto de la konservado de angula movokvanto, aŭ turniĝanta moviĝo. En foresto de ekstera forto, la totala angula movokvanto de sistemo devas reteni la saman forton kaj orientiĝon. Tial, malgranda forto faras malmulton por igi rapide turniĝantan pezan radon kliniĝi for de sia origina orientiĝo. Kelkaj fizikistoj opiniis ke la ŝpiniradoj de biciklo kreas sufiĉe da angula movokvanto por rezisti la kliniĝon kiu okazas kiam biciklo falas.. Biciklodizajnistoj komprenis la plenan fizikon de bicikloj (ili devas por taŭge desegni kaj optimumigi biciklojn), sed malfacile distilis la grandegajn ekvaciojn en simplajn kompreneblajn konceptojn tiajn “giroskopa efiko”. Eksperimentoj en la lastaj jardekoj pli sentis la subestajn ekvaciojn kaj pruvas, ke eĉ se la angula movokvanto de la radoj estas nuligita., la biciklo ankoraŭ membalanciĝas. La angula movokvanto de la radoj povas esti nuligita aldonante du pliajn radojn kiuj turniĝas en la kontraŭa direkto kiel la originaj radoj., kaj estas agorditaj por ne tuŝi la grundon.

Aldone, iuj homoj opiniis, ke la ruliĝa efiko kontribuas al la membalanca naturo de biciklo. La rolanta efiko priskribas kio okazas kiam rado havas sian kontaktopunkton kun la grundo situanta ĉe malsama punkto de sia stirakso.. Dum la direkta akso antaŭeniras, la kontaktopunkto de tia rado postrestas kaj la rado iĝas nature vicigita kun la direkto de moviĝo. Rolradoj estas uzitaj sur la fundo de oficejaj seĝoj kaj aĉetĉaroj. Se vi puŝas vian oficejan seĝon en unu direkton, la radoj nature viciĝas pro la rolanta efiko. Oni opiniis, ke havante la stiran akson de la biciklo malantaŭe la kontaktopunkto de la rado kun la grundo kreis inversan ruliĝan efikon kie la biciklo viciĝas malantaŭ la antaŭa rado kaj tio estas kio tenas biciklon vertikala.. Dum giroskopaj efikoj kaj ruliĝaj efikoj povas kontribui al membalancado, ili ne estas la ĉefaj efikoj.

Malgraŭ la longdaŭraj nocioj de iuj, ke giroskopaj kaj ĵetaj efikoj estas tio, kio tenas biciklon ekvilibra., lastatempaj pruvoj montris pli klare ol iam, ke neniu estas necesa por membalanca biciklo. Dum giroskopaj kaj ruliĝaj efikoj povas kontribui al ekvilibro de la biciklo, ili ne estas la radika kaŭzo. J. D. G. Kooijman kaj liaj kunlaborantoj konfirmis, ke la radika kaŭzo estas antaŭ-ŝarĝita stira geometrio. Antaŭŝarĝita stirgeometrio signifas ke la stirformo de la antaŭa rado kaj kadro sur biciklo estas konstruita tiel ke la antaŭo de la biciklo falas pli rapide ol la dorso.. Se la biciklo komencas kliniĝi maldekstren post frapado de tubero kaj venkiĝado al gravito, la antaŭa rado falas maldekstren pli rapide ol la resto de la biciklo. Tial, la biciklo turnas maldekstren. La mirinda parto estas, ke turni la antaŭan radon maldekstren igas la impeton de la biciklo klaki dekstren pro centrifuga forto. (same kiel vi estas ĵetita al la dekstra flanko de via aŭto kiam vi faras rapidan maldekstran turniĝon). La dekstra ŝanceliĝo de la biciklo kompensas la komencan falon maldekstren kaj la biciklo finiĝas rekte denove. La falo iĝas mem-korekta pro la front-ŝarĝita stirgeometrio. (Parenteze, la centrifuga forto ja estas tre reala en ne-inercia kadro, kaj ne estas imaga aŭ fikcia.) Senrajdanta biciklo vere ne vojaĝas en perfekte rekta linio en perfekte vertikala pozicio. Ĝi konstante falas al unu flanko aŭ al la alia kaj tiam ŝanceliĝadas reen al vertikala pozicio sub sia propra impeto.. Por pli efike pruvi ĉi tiun koncepton, kiu estas konata dum jardekoj aŭ pli longe, La grupo de Kooijman konstruis senrajdanton, giroskopa-malpli, kaster-malpli, mem-ekvilibra biciklo kun front-ŝarĝita stira geometrio.

Kredito:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/04/18/what-keeps-a-bicycle-balanced/