Hvorfor slipper ikke bra: Et sjokk mot grunnen

Det antas at to mekanismer spiller en avgjørende rolle for å opprettholde balansen på en sykkel. Den første er automatisk styring: hvis sykkelen lener seg i en eller annen retning, roterer selve forhjulet der; begynner å snu hele sykkelen, og sentrifugalkraften gir hjulet tilbake til sin opprinnelige stilling. Den kommer også tilbake når du kjører i en rett linje, etter et tilfeldig avvik til siden. Slik styring er forbundet med utformingen av forgaffelen, rotasjonsaksen til rattet: hvis du mentalt fortsetter det nedover, vil det krysse jordoverflaten foran punktet der hjulet selv berører det - det vises en vinkel (hjul) mellom dem, som stabiliserer seg når siden av kreftene på hjulet har en tendens til å gå tilbake til sin opprinnelige posisjon. Den andre mekanismen er assosiert med det gyroskopiske momentet til de roterende hjulene.

Alt er ganske enkelt - den amerikanske ingeniøren Andy Ruina og kollegene påtok seg imidlertid å tilbakevise begge uttalelsene. De konstruerte en sykkel hvor effekten av begge mekanismene er jevn. I motsetning til alle "ekte" sykler, berører dette forhjulet støtten foran skjæringspunktet med akselen til forgaffelen, som "avbryter" hjulens handling. Og dessuten er både forhjulene og bakhjulene forbundet med to andre, roterende i motsatt retning og derved nullstilt den gyroskopiske effekten.

Naturligvis ser hele maskinen mer ut som en slags tilpasset sykkel (les om dem: "sakte") eller til og med en scooter, og ikke en tradisjonell sykkel: hjulene er små, det er ingen saler ... Men likevel er det strukturelt, en sykkel å eksperimentere med. Grip og dytt - og se hvor raskt den faller på sin side! Overraskende, ikke så raskt; faktisk holder han balansen ikke dårligere enn en vanlig sykkel, han viser til og med den samme automatiske styringen.

I følge resultatene fra eksperimentet gjør forfatterne en entydig konklusjon: begge effektene - både ricin og gyroskop - spiller en viktig rolle i å opprettholde balansen på en sykkel, men begge er ikke kritiske for det. Legg merke til at sykkeldesign uten et gyroskopisk øyeblikk allerede er testet før, men tilbakevisningen av rommets viktigste rolle i å opprettholde balansen på sykkelen ble gjort for første gang, og veldig tydelig.

Så hvorfor faller ikke sykkelen? Tilsynelatende er nøkkelrollen i dette spilt av den spesielle belastningsfordelingen: massesenteret i fronten ligger mye lavere enn på baksiden. Som et resultat kollapser forhjulet raskere enn bak, og siden de er stivt koblet langs den vertikale aksen, svinger forhjulet, i stedet for bare å lene seg til den ene siden, i samme retning og rette sykkelens stilling.

I følge ScienceNOW

Jeg lurer på hvordan en atomreaktor fungerer og kan roboter bygge et hus?

Alt om nye teknologier og oppfinnelser! OK Jeg godtar nettstedets regler Takk. Vi har sendt en bekreftelsesmail til din e-post.

Anbefalt

Hvordan Kevlar ble oppfunnet: materiale sterkere enn stål
2019
Pedagogisk prosjekt "Synkronisering"
2019
Et program som kan falske enhver håndskrift
2019