Почему велосипед не падает при движении

Почему велосипед не падает при движении

Довольно распространенный вопрос, который волнует и детей, и взрослых – это почему велосипед не падает. Действительно, езда на велосипеде и умение держать равновесие видятся как некоторая фантастическая супер-способность. Устойчивость велосипеда объясняется несколькими фундаментальными физическими законами. Однако, всё ли так просто, как кажется на первый взгляд?

Постановка вопроса

Любой велосипедист начинает свой путь с того, что учится ездить на велосипеде. Велосипед сам по себе очень неустойчив. Даже самая широкая резина не придаст ему большей устойчивости. Для того, чтобы научиться кататься, нужно научиться держать равновесие на велосипеде. Что это значит? Это значит, что юный (или не очень) велосипедист должен настолько хорошо научиться взаимодействовать с великом, что в момент отклонения от точки баланса организм автоматически выполнит необходимое действие и велосипед поедет дальше. Если такое действие выполнено не будет, то велосипед вместе с ездоком упадет. Организм человека сам подбирает необходимый набор действий, что в результате некоторого количества тренировок приводит к формированию уверенного навыка катания на велосипеде.

Навык этот формируется в результате стандартных упражнений – крути педали, подруливай в сторону падения, держи руль крепче и т.д.

Если проанализировать каждое действие велосипедиста при движении, то каждое движение имеет глубокий физический смысл. Например, когда человек на велосипеде чувствует, что велосипед заваливается на бок, он начинает отклоняться в противоположный бок. Когда происходит замедление, при котором сохранять устойчивость сложнее, велосипедист набирает скорость. Этот цикл действий, которые порой остаются за гранью нашего сознания и держатся на рефлексах и позволяют велосипеду не падать.

Почему велосипед не падает с физической точки зрения

Если проанализировать всё, что было перечислено выше, то можно сделать вывод — велосипедист во время движения следует некоторым подсознательным установкам. Это и позволяет сохранять состояние равновесия. Как канатоходец с шестом, велосипедист держит баланс. В основе устойчивости велосипеда лежит два основных физических понятия. Если рассматривать вопрос с физической точки зрения, то велосипед не падает именно благодаря этим явлениям.

Первое физическое явление – это гироскопический момент. Для того, чтобы не влезать в сложную теорию и малопонятные формулировки, описание можно сильно упростить. Вспомните, что чем меньше скорость движения велосипеда, тем сложнее сохранять равновесие. Физика объясняет это появлением момента инерции на колесах велосипеда, которое способствует сохранению вертикального положения. Явление аналогично сохранению вертикального положения вращающегося волчка – юлы. Юла сохраняет равновесие пока вращается её «юбка».

Второе явление, которым объясняют устойчивость велосипеда – это подсознательное подруливание в сторону падения. Вспомните, как учат кататься на велосипеде. Учитель всегда говорит, что если вы падаете, то нужно поворачивать в сторону падения. Если проанализировать движение взрослого опытного велосипедиста, то и он постоянно подруливает рулем при движении. Только в отличие от ученика, это подруливание составляет всего 2-3 мм. Когда велосипед начинает подруливать, центробежная сила возвращает колёса в их обычное положение и велосипедист сохраняет равновесие. Стабилизирующий эффект оказывает особенность расположения рулевого стакана. Из статьи про раму велосипеда вы узнали, что рулевой стакан расположен под углом, отличным от прямого. В итоге, если ось вращения руля продлить до земли, то она упрется в поверхность земли чуть раньше, чем землю касается само колесо. Между этими осями образуется так называемый угол. Этот угол называется кастор.

Термин кастор используется во всей механике и автомобилестроении. Благодаря такой ориентации, поворот велосипедного руля практически выталкивает падающее колесо из крена и возвращает в положение равновесия. Образно это можно представить, как постоянное «выдергивание» руля с последующим перемещением колеса в нужное направление.

Классическая теория не объективна. Велосипед не падает из-за магии?

Казалось бы, описанная теория вполне состоятельна с логической точки зрения и имеет подтверждение. Однако, не так давно коллектив независимых исследователей провёл ряд экспериментов, которые заставили усомниться в полноте имеющегося объяснения.

Они создали специальный стенд – аналог велосипеда. Ему сделали совсем маленькие колёсики, момент инерции которых минимален, и свели «на нет» влияние кастора, т.е. расположили рулевую под перпендикулярным углом к земле. Кроме того, стендовый велосипед был оборудован двумя колесами, которые вращаются в противофазе с основными и тем самым заставляют нивелировать эффект гироскопа. По классическим представлением, катание на таком велосипеде невозможно. Однако, на опытном образце было вполне возможно передвигаться. Нельзя сказать, что пилот-испытатель был сильно рад таким конструктивным особенностям. Ехать и правда было значительно сложнее и удержаться в седле оказалось непросто. Но физически это было возможно. Следовательно, имеющаяся теория не объясняет в полной мере весь физический процесс.

Ученые предположили, что помимо описанных явлений гироскопа и специфического расположения рулевой, в устойчивость велосипеда вносит вклад и развесовка. Большая часть массы ездока приходится на заднее колесо, а переднее подруливает. Значит факт наличия кастора не столь принципиален, т.к. «морда» не полностью нагружена и легко поддается управлению.

Соответственно, не сегодняшний день ответить в полном объеме на вопрос «почему велосипед не падает» нельзя. Известно, что огромный вклад в устойчивость велосипеда действительно вносят эффект гироскопа и стабилизирующий эффект подруливания. Помимо этого, важна правильная развесовка. Сосредоточение большей части массы на заднем колесе делает велосипед легко управляемым. Кроме того, велосипедист своими сложными движениями, которые не всегда заметны со стороны, поддерживает равновесие всей конструкции.

Сочетание умения велосипедиста найти точку баланса и описанных физических принципов позволяет велосипедисту держать равновесие.

mike — Почему велосипед не падает?

Один мой товарищ, серфя интернет наткнулся на сайт с вечными вопросами, наподобие, почему лед скользкий. Там же была министатья со ссылкой на оригинальное исследование, почему же велосипед едет. Оказывается, большие дяди от науки, отвлекаясь от элементарных частиц и от священной нанофизики, уделяют время и этому вопросу. Они создали модель велосипеда свободную от двух самых больших «помощников» велосипедиста: гироскопического эффекта и наклона вилки переднего колеса (кастора)… и даже эта модель оказалась стабильна!

Что такое устойчивость и зачем она нужна?

Велосипедист на покоящемся велосипеде изначально находится в состоянии неустойчивого равновесия. Любое возмущение приведет к выходу из неустойчивого равновесия – в нашем случае на землю, где он будет пребывать, сколько захочет. Внизу примеры неустойчивого и устойчивого равновесий.

Но все меняется, когда велосипед едет. В этом случае, если велосипед захочет упасть, его переднее колесо поворачивается так, чтобы восстановить вертикальное положение. Причем, это возвращение заложено в саму физику велосипеда, так что райдеру, на самом деле, и делать ничего не нужно. Велосипед, разогнанный до определенной скорости (в статье приводится значение в 15-20 км/ч), может ехать в стабильном вертикальном положении и без велосипедиста.
Из-за того, что велосипед стабилен лишь в движении, но не в покое, можно сказать, что эта система устойчива динамически.

Читайте также  Английский велосипед складной

Что помогает велосипеду возвращаться в изначальное положение?

Два эффекта, вносящих наибольший вклад – это гироскопический эффект и кастор переднего колеса.

Гироскопический эффект – эффект, возникающий во вращающихся системах, обладающих определенным угловым моментом, когда пытаются изменить направление оси вращения. Сила, возникающая в таком случае, называется гироскопической силой. Гироскопический эффект нетривиально объяснить, но его легко почувствовать. Самый простой эксперимент, который каждый из вас может поставить в домашних условиях, – это взять колесо велосипеда за ось, раскрутить и попробовать помахать им в воздухе. Вы почувствуете силу. Причем, чем больше раскрутите колесо, тем больше сила. На этой же силе основана тренировка с powerball , только система там немного оптимизированнее. Когда вы наклоняете велосипед – наклоняется и ось переднего колеса, колесо за счет гироскопического эффекта поворачивает в сторону наклона.

Кастор в нашей литературе – это угол наклона оси поворота автомобиля. Там это: caste r effect , castor и т.д. Наш угол наклона рулевой – тот же кастор.

Существование кастора приводит к тому, что точка контакта переднего колеса находится за воображаемой точкой пересечения линии вилки и земли. Это приводит к так называемому «следу» или trail переднего колеса. Эффект от такой геометрии вы можете наблюдать на тележках в ашанах: колесо всегда стремится волочиться за тележкой. При стабилизации это проявляется в том, что при наклоне велосипеда переднее колесо стремится «провалиться» в сторону наклона велосипеда, тем самым, поворачивая колесо в сторону

А что если убрать эти два эффекта? J. D. G. Kooijman, J. P. Meijaard, Jim M. Papadopoulos, Andy Ruina, и A. L. Schwab собрали модель велосипеда, в которой оба эффекта отсутствуют – two- mass — skate ( TMS ).

Они сильно уменьшили след колеса и перевернули его задом наперед, уменьшили размеры колес и добавили вторичные, которые крутятся в другую сторону, чтобы исключить гироскопический эффект.

И как видно из видео, модель все еще оказывается стабильной!

А выводы достаточно размыты. Во-первых, если исключить кастор и гироскопический эффект, то силы, которые могут стабилизировать велосипед, должны возникнуть из взаимодействия колеса с поверхностью при движении. Во-вторых, хоть кастор и гироскопический эффект и не обязательны, их нельзя рассматривать изолированно, т.к. со слов авторов можно построить системы, которые при наличии только одного из эффектов окажутся нестабильными на любых доступных человеку скоростях. Т. е. для стабильности важно взаимодействие этих двух эффектов. Это значит, что нет универсальных схем для всех типов байков, что дает большой простор для производителей и маркетинга.

Ps . Когда разбирался в этой статье, наткнулся на обширную статью на EnWiki про вело- и мотодинамику, о том, какие силы влияют на движение байка, про разные эффекты, геометрии и т.д. с количеством ссылок > 50. При желании могу пересказать ее по частям сюда.

Почему велосипед не падает когда едет – основные причины

  • По каким причинам велосипед не падает, когда едет
  • С точки зрения физики
  • Гироскопический эффект
  • Интересные факты
  • Вывод

В конце 19 века, когда в обиход вошли велосипеды, на них нужно было получать права. Собиралась авторитетная комиссия, чтобы обучить теории и практике вождения, выдать номерные знаки. Передавать транспортное средство никому не разрешалось. Причину осторожности объясняли повышенным риском при управлении двухколесником. Простому человеку невозможно понять, почему велосипед не падает при движении. Удивительно, но и физики, изучающие работу колесных систем, не могут однозначно ответить на простой вопрос.

Теоретический анализ и физические эксперименты показали, что для устойчивости байка гироскопический момент и положительный вынос вилки не являются достаточными. Кроме управляемого подруливания, существует также автоматическое управление. Более того, ключевую роль в сохранении баланса играет распределение нагрузки. Как видим, при достаточно длинной жизни велосипеда до сих пор открываются и уточняются новые его качества.

По каким причинам велосипед не падает, когда едет

Для объяснения легкого задания часто используют метафору: «это так же элементарно, как ехать на велосипеде». На самом деле, человек должен удержать средство передвижения от падения. Сначала считали, что велосипед едет за счет седока. Человек чувствует наклон конструкции, немного поворачивает руль в сторону падения и выравнивает движение. Но при большой скорости байк обретает устойчивость и не упадет даже при отпущенном руле. Позже появились гипотезы о гироскопическом действии переднего колеса и рулевом управлении. Но оказалось, что неуправляемые байки и роботы-велосипедисты тоже не падают.

Главный вопрос о причине устойчивости состоит в следующем: что вызывает соответствующую связь между наклоном и поворотом? Существует общепринятая точка зрения: эффект возникает как следствие вращающего (гироскопического) момента и положительного выноса вилки. Стабилизирующее действие переднего колеса, центробежная сила, возникающая при отклонении движения от прямой траектории, − необходимые факторы для равновесия велосипеда.

С точки зрения физики

Ученые определили схему, поддерживающую устойчивость двухколесного транспорта. Главное место занимает передняя вилка. Устройство предусматривает наклонное положение оси руля по отношению к грунту. Место перекрещивания расположено впереди линии соприкосновения колеса велосипеда с дорогой. Если угол кастора отклоняется от заданной величины, образуется реактивная сила, возвращающая транспортник на место. Таким образом байк сам помогает держать равновесие.

Для осуществления поворота наездник должен изменить центр тяжести. Например, когда велосипед наклонен вправо, передняя ось также наклонена вправо, и колесо, вращаясь по часовой стрелке (если смотреть снизу), частично переносит реактивный крутящий момент к рулевому узлу. Центробежная сила стремится повернуть руль направо. Чтобы совершить поворот, велосипедист наклоняется влево, отклоняя велосипед и колеса направо.

Второй фактор, используемый для устойчивости транспортного средства − набор скорости при замедлении движения и подруливание. Стабилизирующее действие возвращает колеса в правильное положение и удерживает байк от падения. Опытный велосипедист, держась руками за места креплений, подруливает при движении всего на 2-3 мм.

Гироскопический эффект

Теория равновесия основана на известном физическом явлении, применяемом в космической отрасли, авиации, морской навигации. Свойство вращающегося предмета сохранять направление движения называется гироскопической силой. Действие проявляется при езде на велосипеде во время наклона. Пока колеса крутятся, средство передвижения держит равновесие и никогда не упадет. Например, юла или детский вертолет «работают» только при раскручивании. Для проверки гипотезы, физики создали специальную конструкцию байка. Впереди установили дополнительное колесо, которое не касалось земли и вращалось в обратную сторону. Результат эксперимента удивил ученых. Велосипед прекрасно двигался и не падал без гироскопа.

Таким образом, подтвердив основные факторы, влияющие на устойчивость двухколесника при движении, ученые продолжают обсуждать новые версии.

Интересные факты

  1. Математическую теорию, объясняющую устойчивость велосипеда при движении, выдвинул доктор наук В.А. Якубович. Ученый объяснил, почему так и не удалось создать автономного робота, управляющего байком. Информация о механических велосипедистах, распространенная в интернете, оказалась фейком. При внимательном рассмотрении кибернетик выявил ряд ухищрений. Изобретатели закрепляли груз, повышающий устойчивость конструкции, понижали центр тяжести, разгоняли едущий велосипед до высоких скоростей.
Читайте также  Сидение для горного велосипеда

Оппоненты ученого доказывают обратное. Робот обучается очень быстро. Это происходит вследствие относительной простоты его задач: нужно только научиться выдерживать равновесие. При этом у робота есть недоступные для человека возможности: он обладает мгновенной реакцией и «дергает» руль 5 раз в секунду.

  1. Велосипед без наездника может автоматически управлять собой, чтобы не упасть, − утверждают американские ученые. Благодаря вычислениям линеаризованной устойчивости исследователи сконструировали байк с дополнительными колесами, вращающимися в обратную сторону, и отрицательным выносом руля.
  2. Мнение психологов отличается от гипотез физиков. Источники питания энергии велосипеда находятся в голове наездника. Мозг человека напряженно работает над тем, чтобы мы не упали. Навык и лежит в подсознательных установках, которые держат баланс велосипедиста, сохраняя состояние равновесия.

Вывод

Факты подтверждают значение гироскопа и кастора для поддержания устойчивости байка во время движения. Но не существует однозначного объяснения, почему велосипед не падает при езде. Возможно, существует дополнительная сила, понимание которой временно находится за пределами современных знаний.

Велолюбитель и по совместительству автор статей. Занималась велоспортом.

Физика, почему велосипед не падает

Автор: best-of-moto · Опубликовано 23.10.2014 · Обновлено 25.06.2018

В случае если задавать вопрос из-за чего велосипед не падает? всем подряд, то большая часть, вероятнее, не смогут ответить на него. Легко пожмут плечами. Меньшинство, вычисляющая себя технически грамотными людьми, ответит, что это, возможно, из-за результата гироскопа. И, предположительно, будут поражены, выяснив, что гироскоп не имеет к этому никакого отношения, это продемонстрировал опыт в котором нивелировали данный эффект, а велосипед ехал .

И только незначительное меньшинство ответит верно. Итак, из-за чего не падают велосипедисты?

Велосипед не падает из-за центробежной силы

Для сохранения равновесия любого тела нужно, дабы перпендикуляр, опущенный из центра его тяжести, не выходил за площадь опоры. Чем меньше последняя, тем менее устойчиво положение.

Площадь опоры велосипеда предельно мелка – по сути, она является прямойлинию, совершённую между точками касания колесами почвы. Исходя из этого велосипед (с велосипедистом либо без него) неимеетвозможности находиться, пребывав в неподвижном положении. Но при перемещении устойчивость прекрасным образом возвращается к нему.

Из-за чего это происходит?

Все дело в центробежной силе, которая появляется при подруливании. В случае если движущийся велосипед начинает наклоняться в какую-нибудь сторону, велосипедист легко поворачивает руль в сторону наклона, заставляя машину поворачиваться. Наряду с этим появляется центробежная сила, направленная в сторону, противоположную наклону. Она-то и возвращает велосипед в вертикальное положение.

Двухколесный велосипед не может ехать строго по прямой. В случае если его руль зафиксировать в неподвижном положении, он в обязательном порядке упадет, по причине того, что исключается возможность подруливания.

Данный процесс – отклонение от вертикали и возвращение к ней – происходит непрерывно. Велосипедист кроме того не вспоминает о том, что происходит. Его руки машинально совершают подруливание, которое нужно для сохранения вертикального положение.

К слову сообщить, как раз в приобретении автоматизма подруливания и состоит обучение езды на велосипеде.

поддержание равновесия и Конструкция велосипеда

Конструкция рулевой колонки и передней вилки велосипеда облегчает автоматическое поддержание равновесия. Ось рулевой колонки (передней вилки) проходит не вертикально, а наклонно к почва. Точка ее пересечения с грунтом находится в первых рядах того места, где переднее колесо соприкасается с дорогой.

Такая схема содействует тому, что в случае если переднее колесо случайно отклоняется от среднего положения, сходу появляется момент реактивных сил, что возвращает его на место.

При наклоне велосипеда реакция опоры переднего колеса, которая приложена в точке его касания с почвой и направлена вверх, машинально поворачивает колесо в сторону наклона. Появляется центробежная сила и велосипед возвращается в вертикальное положение.

Для лучшего понимания этого процесса, необходимо просто учесть, что схема сил, действующих на переднее колесо велосипеда, есть приблизительно такой же, как и у тележек с вращающимися колесами. В какую сторону тележку не толкать, колеса машинально поворачиваются в нужном направлении. Кстати, эта особенность конструкции велосипеда снабжает возможность езды, не держась руками за руль. Велосипед самостоятельно поддерживает равновесие.

А дабы выполнить поворот, достаточно сместить центр тяжести собственного тела в сторону.

Степень свойства конкретного велосипеда поддерживать динамическое равновесие определяется конструкцией его рулевой вилки и колонки. Основной параметр тут – расстояние от точки соприкосновения переднего колеса с почвой, до точки пересечения оси рулевой колонки (передней вилки) с грунтом. Как уже говорилось, последняя находится впереди первой. Реактивный момент, действующий на колесо при его повороте, будет тем выше, чем больше это расстояние.

Для оптимальных динамических черт велосипеда требуется не самый большой, а строго определенный реактивный момент. Через чур небольшой уменьшит автоматическое поддержание равновесия, чрезмерно большой – приведет к происхождению «шимми». Исходя из этого наклон оси рулевой параметры и колонки передней вилки при проектировании велосипеда выбираются весьма шепетильно.

Что такое «шимми»

При высокой скорости (выше 30 км/час) переднее колесо велосипеда может начать самопроизвольно вилять вправо-влево. Это явление, которое, кстати, имеет место и в авиации, именуется «speed wobbles» либо «шимми». Обстоятельство его содержится не в неисправности велосипеда (нехорошей сборке либо ослаблении креплений), а в том, что появляется резонанс переднего колеса. «Шимми» весьма страшно в том случае, в то время, когда велосипедист едет «без рук», другими словами не держится за руль.

Дабы погасить появившийся резонанс, необходимо снизить скорость либо поменять позу.

По затратам энергии на единицу преодоленного расстояния велосипед действеннее не только ходьбы, но и езды на автомобиле. При перемещении велосипеда со скоростью 30 км/час тратится 15 ккал на 1 км. Ходьба со скоростью 5 км/час ведет к сжиганию 60 ккал на 1 км.

Другими словами по энергозатратам на единицу расстояния перемещение на велосипеде в 4 раза действеннее ходьбы.

В случае если разглядывать езду на велосипеде с позиций спортивной нагрузки, то она также выясняется предпочтительней ходьбы. Катание на велосипеде отнимает 450 ккал в час, тогда как при ходьбе тратится лишь 300 ккал. Само собой разумеется, физическую нагрузку возможно расширить, перейдя с шага на бег.

Но в этом случае возрастает нагрузка на голеностопные суставы и колени, что нежелательно, потому, что со временем может привести к травме этих проблемных мест.

В то время, когда дамы стремительнее

Тренированный мужчина, кроме того не будучи опытным спортсменом, может долгое время развивать мощность 250 Вт либо 0,33 л. с. При езде на велосипеде по ровной дороге это приблизительно соответствует скорости 30 км/час. Дамы не смогут развивать таковой мощности, как мужчины, но в расчете на единицу веса их энергетические показатели превосходят мужские. При езде по ровной дороге, в то время, когда вся мощность тратится по большей части на преодоление сопротивления воздуха, дамы едут медленнее, чем мужчины.

Но при езде в гору, в то время, когда энергия тратится на преодоление силы тяжести, они способны ехать стремительнее сильной половины.

Читайте также  Код на высокий прыжок на велосипеде

Ремонт, обслуживание передней пружинной вилки велосипеда. Как разобрать и смазать вилки велосипеда.

Почему велосипед под нами не падает? Эффект гироскопа тут ни при чем

Автор фото, Getty

Мы и не подозреваем, насколько напряженно и неустанно наш мозг работает над тем, чтобы мы не упали.

Об очень легком задании британцы говорят, что это «просто, как кататься на велосипеде». Но как нам удается удерживать этот самый велосипед от падения?

Большинство скажет, что дело в эффекте гироскопа. Но в действительности дело обстоит совсем иначе.

Иными словами, гироскопический эффект объясняется тем, что вращающееся колесо стремится продолжить вращение вокруг своей оси (так остаются на своей оси вращения волчок и даже планета Земля).

  • Вдоль Берлинской стены на велосипеде
  • Как пересадить упрямых горожан на велосипеды
  • Десять самых красивых велосипедов

Этот эффект заметен мотоциклистам, ведь колеса у мотоциклов большие, массивные и вращаются быстро. Но простой велосипедист с ним не сталкивается — колеса велосипеда намного легче, а на прогулочной скорости они крутятся недостаточно быстро.

Если бы в педальном велосипеде использовался эффект гироскопа, то любому новичку было бы достаточно оттолкнуться ногой — все остальное сделали бы за него законы природы.

Но на самом деле вам придется учиться кататься на велосипеде так же, как вы в свое время учились ходить.

За умение ездить на велосипеде отвечает исключительно ваш мозг.

Представьте себе, что вам нужно проехать по абсолютно прямой линии, нарисованной на совершенно ровной поверхности. Конечно, это же очень просто! А вот и нет.

По узкой прямой линии проехать почти невозможно — точно так же, как даже в трезвом состоянии вам вряд ли удастся пройти по ней, не оступившись. Попробуйте сами.

Проведите еще один маленький эксперимент: попробуйте устоять на одной ноге на цыпочках, используя руки, чтобы удержать равновесие.

Трудно, правда? А теперь попробуйте то же самое, но перепрыгивая с ноги на ногу. Сохранять равновесие станет намного легче.

Автор фото, Tejvan Pettinger

Конструкция велосипеда позволяет управлять им без рук, наклоняясь влево или вправо

Именно так вы бегаете. Ваш мозг научился вносить маленькие коррективы при каждом прыжке: например, если вы отклонились вправо, то на следующем шаге сдвинетесь чуть влево.

Точно так же происходит езда на велосипеде: с каждым оборотом педалей вы немного меняете направление.

Начиная падать вправо, вы неосознанно поворачиваете руль в ту же сторону, чтобы изменить положение колеса, а затем так же неосознанно возвращаетесь на прежнюю траекторию движения.

Такое «виляние» совершенно нормально. Оно более заметно у новичков (особенно у детей), которые ездят по довольно крутой «синусоиде», и практически незаметно у опытных велосипедистов.

Тем не менее эти небольшие колебания являются частью процесса и объясняют, почему так сложно пройти (или проехать) по совершенно прямой линии — в этом случае вы лишены возможности совершать те самые необходимые движения из стороны в сторону.

Кроме того, в конструкции велосипеда есть несколько полезных решений, облегчающих езду.

Самое важное из них — наклон рулевой колонки (или так называемого рулевого стакана), благодаря которому переднее колесо касается земли в точке, находящейся сзади от точки проекции рулевой оси на землю. Расстояние между этими точками называется выкатом.

Автор фото, Thinkstock

Велосипед сконструирован очень умно, его даже носить удобно

Выкат в значительной степени помогает сохранять равновесие, когда вы едете без рук: если вы, например, наклонитесь вправо, сила, действующая на так называемое пятно контакта с землей, повернет переднее колесо направо.

Это свойство облегчает управление и позволяет рулить без рук, слегка наклоняясь влево или вправо.

Но существуют и велосипеды с вертикальными рулевыми колонками, на которых также можно отлично ездить. На самом деле, сделать велосипед, на котором будет невозможно ездить, весьма сложно, хотя многие и предпринимали такие попытки.

Дело в том, что велосипед не падает только благодаря вам и вашему сознанию, и доказать это просто.

Попробуйте, например, перекрестить руки. Вы не сможете даже тронуться с места, а если сделаете это на ходу, то рискуете сразу же упасть. Если бы велосипед удерживался вертикально с помощью эффекта гироскопа, этого бы не произошло.

Клоуны и уличные артисты ездят на велосипедах с обратным рулем. На то, чтобы научиться этому, уходят месяцы тренировок: ведь нужно полностью разучиться ездить на обычном велосипеде. Просто поразительно, как работает наш мозг!

А что же с эффектом гироскопа, о котором я упоминал выше? Помогает ли он хоть немного? Нет, если только вы не разгонитесь до очень большой скорости.

Существует известный эксперимент, якобы доказывающий влияние этого эффекта на колесо велосипеда, однако расчеты показывают, что его сила далека от того значения, которое могло бы удержать вас в вертикальном положении во время езды.

Чтобы доказать, что эффект гироскопа не имеет значения, я построил велосипед со вторым передним колесом, вращающимся в противоположном направлении. Эта идея не нова: такое же устройство сделал в 1970 году Дэвид Джонс. Нам обоим пришла в голову одна и та же идея.

Если объяснить вкратце, то вращающееся в обратную сторону колесо уничтожает эффект гироскопа для переднего колеса и доказывает, что на самом деле единственное, что удерживает вас от падения, — это деятельность вашего мозга.

Это еще и забавный эксперимент, проделать который может каждый.

Итак, какой же способ обучения езде на велосипеде является наилучшим? Знаете, мне не нравится, когда дети учатся кататься с тренировочными маленькими колесиками по бокам: каждый раз, касаясь ими земли, они утрачивают навык сохранения равновесия.

Ваш мозг должен научиться корректировать курс, так что снимите тренировочные колесики — и чем больше вы будете вилять, тем лучше.

За умение ездить на велосипеде на самом деле отвечает только ваша голова.