¿Por qué se caiga una moto/bicicleta cuando su velocidad es muy baja o cercana a cero y está equilibrada cuando se va con una velocidad?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
BloodyIron
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71
Tenemos una serie de artículos sobre el tema de esta discusión, pero un poco más estrictamente definidos. Es decir, cómo y por qué puede una bicicleta de equilibrio de la misma?
En definitiva, ¿cómo hace una bicicleta en movimiento el equilibrio de la misma? Para una variedad de complejas razones por las que los novillos en la misma dirección en la que cae. Y, si usted se excusa el mal informal física idioma, ya que, como resultado de la trayectoria curva, thecentrifugal fuerzas, empujar de nuevo en posición vertical. Lo complicado razones? Parcialmente de la pista (o de ricino efectos), y parcialmente desde el momento angular de las ruedas que giran, y, en parte, de otros efectos relacionados con la geometría y la distribución de la masa. Pero no es un simple mecanismo necesario de lo que sabemos. Por ejemplo, nuestro papel en la Revista Science, muestra que una bicicleta puede ser auto-estable sin ningún castor (sin rastro) y sin que el momento angular de espín de las ruedas delanteras.
Hemos escrito varios artículos y documentos de apoyo. Y tenemos en estos bastante cobertura exhaustiva de la literatura. Así que si usted quiere saber lo que pensamos, lo que otros han pensado, y lo que pensamos acerca de lo que pensaba, es todo lo que hay. No creo que usted sepa de algunos de los más importantes de referencia que no hemos examinado y descrito. Usted puede comenzar con mi página www http://ruina.tam.cornell.edu (o google ruina de bicicletas o google schwabb de bicicletas.
El sitio www incluye fotos y videos con explicaciones sencillas de algunas de estas cosas.
Jon Galloway
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320
La sorprendente respuesta es que la estabilidad de la bicicleta moderna tiene poco o nada que ver con la fuerza centrífuga o giroscopios o nada de eso. Buscar "la estabilidad de la bicicleta" en Google. Los experimentos muestran que la inclinación del ángulo de la horquilla delantera es muy importante, por ejemplo, Si el tenedor señaló hacia atrás es muy difícil mantenerse en posición vertical a cualquier velocidad.
A velocidades superiores, un leve giro de las asas se mueve la bicicleta bajo el centro de gravedad del jinete más rápido, por lo que la dinámica se ha mejorado la estabilidad. Como de costumbre experimento corrige la teoría de aquí.
Véase la respuesta de Tristán en Qué inclinada (banca) ayudar a la causa de inflexión en una bicicleta? así para una mejor respuesta
Ver el comentario de nibot a continuación para obtener una referencia a un real definitiva del artículo.
Michael Haren
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42641
Un informe aparecido en la Ciencia de hoy que aborda esta pregunta exacta: Kooijman et al., La ciencia 332 (6027): 339-342, "Una Bicicleta Puede Ser Auto-Estable Sin Giroscópico o Caster Efectos."
El resumen dice:
Un sin jinete de bicicletas de forma automática puede dirigir a sí mismo, así como para recuperarse de las caídas. La opinión común es que esta auto-dirección es causada por la precesión giroscópica de la rueda delantera, o por el contacto con el disco tirados como una rueda detrás de la dirección del eje. Nos muestran que ninguno de los dos efectos es necesario para la auto-estabilidad. El uso de linealizado cálculos de la estabilidad como una guía, hemos construido una bicicleta con extra de contra-rotación de las ruedas (la cancelación de la rueda del momento angular de espín) y con su rueda delantera del suelo de contacto de avance de la dirección del eje (haciendo que la distancia de rastreo negativo). Cuando lateralmente perturbado de rodadura recta, esta bicicleta se recupera automáticamente a la posición vertical de viaje. Nuestros resultados muestran que el diseño de diversas variables, como el frente de masas de la ubicación y la dirección de inclinación del eje, contribuir a la estabilidad de complejos que interactúan de maneras.
También hay una propaganda en ScienceNOW que se puede leer sin necesidad de suscripción.
Aquí es un free-to-read preprint.
brbdc
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36
Cuando usted camina sobre zancos o skate, no saldo por ser muy cuidadosa. Usted incluso no equilibrio. Usted está continuamente fuera de balance, y a mantener en movimiento su punto de apoyo para que la detención de su caída en una dirección y comienza a caer en otro.
Si estás en una bicicleta que se mueve muy lentamente, haciendo la misma cosa. Mantener en movimiento su punto de apoyo a la izquierda o a la derecha para arrestar a su caída en esa dirección. Si usted se está moviendo lentamente, se necesita más movimiento de dirección para lograr esto, por lo que "meneo". A mayor velocidad, se tarda menos movimiento de dirección para hacerlo. Que funciona incluso en la ausencia de la precesión giroscópica, caster, o ángulo de inclinación. Acaba de ver un scooter con pequeñas ruedas, o un ski-moto, o un monociclo.
Ahora, el tiro en el ángulo de inclinación. Girar el manillar a la derecha mueve el punto de apoyo para la izquierda, incluso si usted se está moviendo muy lentamente, por lo que ayuda.
Ahora, cambie a una alta velocidad de la motocicleta con un bonito, pesado, giroscópico de la rueda delantera. Cuando se viaja a una buena velocidad, lo que precesses, no importa lo que diga la gente, y su precesión va exactamente de la manera correcta poderosamente a mantener la estabilidad.
Así que no es un todo o nada con una sola explicación oferta.
gyurisc
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4250
oneat la respuesta es correcta (me han comentado, pero creo que voy a necesitar más espacio)
Imagina un vector (línea) a partir de su centro de gravedad. La línea representa todas las fuerzas que actúan sobre usted. Cuando uno está parado, la dirección de la línea es recta hacia abajo (la gravedad es la única fuerza presente).
Para no caer sobre los cuándos de pie todavía en una bicicleta, usted tiene que mantener el punto donde la línea cruza el suelo (vamos a llamar a punto de Una), entre las dos ruedas de la bicicleta. Si no, vamos a empezar a volcar.
Cuando está parado, la única forma de afectar a ese punto es mover su centro de gravedad, que haces por el cambio de su peso.
Ahora digamos que usted está en movimiento. Si usted se está moviendo en línea recta, a una velocidad constante, todo es lo mismo, la única fuerza que actúa sobre que es la gravedad. Pero si usted cambia de dirección, se obtiene la fuerza centrífuga (como oneat señalado correctamente), el mismo que lo que usted consigue cuando usted hace un giro brusco en un coche se mueve a la velocidad. El valor de esa fuerza que es proporcional a su velocidad, su peso y la velocidad de la vuelta.
Esta fuerza centrífuga se agrega a la gravedad, y cambia la dirección de la fuerza resultante que actúa sobre usted.
Recuerda el punto de Una? Si usted está montando su bicicleta y comienza a inclinarse a la derecha, el punto a se mueve a la derecha y las motos se inclina aún más, y así sucesivamente. Pero, usted sabe instintivamente para convertir tu bicicleta a la derecha. Esto provoca una fuerza centrífuga, que apunta a la izquierda, para que aparezcan). Si el punto de Una aún está entre las ruedas entonces está bien.
Si usted se está moviendo lentamente, la fuerza centrífuga es pequeño, así que usted tiene que tomar el desvío más bruscamente para compensar. Si usted se está moviendo rápido, es posible que sólo necesite empujar a su moto un poco para compensar.
Se explica en más detalle aquí. (En realidad, el pensamiento de buscar en la wikipedia sólo después de escribir esta respuesta, no tengo tiempo para leer el artículo, espero que no estoy demasiado mal)
