Waarom val je niet om met fietsen?

Waarom wel als je stil staat, maar niet als je fietst

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Hier is recent onderzoek naar gedaan. Eigenlijk wist niemand het precies en fietsen werde vooral uit ervaring gemaakt en niet gebaseerd op wetenschappelijke (wiskundige) modellen. Er zijn heel veel krachten die meespelen en niet alleen de gyroscopische (ronddraaien van de wielen). Heel belangrijk is de combinatie van hellen en sturen zoals je dit door ervaring leert als je fietst. Van belang is dus: - Gyroscopisch effect ronddraaiende wielen - Snelheid - Hellen - Sturen In een onderzoeksmodel hebben wetenschappers echter veel meer (25 !) parameters meegenomen die effect hebben en met dit wiskundige model een soort fiets gemaakt die zichzelf herstelt en zonder bereider rijdt. Doordat nu bekend is welke krachten er nog meer meespelen zijn er eventueel nieuwe fietsen te ontwikkelen op basis van modellen in plaats van ervaring. Toegevoegd na 2 minuten: Volgens de onderzoeker: “Fietsfabrikanten hebben ook nooit geweten hoe een fiets precies werkt”, vertelt Schwab. “Ze hebben hun fietsen altijd experimenteel moeten verbeteren. Daar is op zichzelf niets mis mee. Maar met ons model kunnen ze alle factoren die van invloed zijn op de besturingseigenschappen in de computer invoeren. Het model rekent vervolgens uit hoe de fiets zich zal gedragen bij verschillende snelheden.” Toegevoegd na 4 minuten: Zie ook de video van Science Flash op Wetenschap24, in bijgaand filmje ongeveer op 2 minuten. Toegevoegd na 10 minuten: Het gaat om de fiets in de afbeelding. Deze heeft twee extra wieltjes die het gyroscopische effect teniet doen. Met deze fiets wordt het in 2007 gepost model met de 25 paramaters van o.a. onderzoeker Schwab bevestigd. Toegevoegd na 12 uur: (nb. ik bedoel natuurlijk berijder ;o)

Bronnen:
http://bicycle.tudelft.nl/schwab/Bicycle/index.htm
http://www.3me.tudelft.nl/live/pagina.jsp?...
http://www.tudelft.nl/live/pagina.jsp?id=e...
http://www.wetenschap24.nl/video/bekijk/sk...
Proceedings of the Royal Society, 2007
http://www.youtube.com/watch?v=Om0qrdujsb8

omdat je dan je evenwicht beter kam bewaren.

Ook bij het rechtuit fietsen maak je voortdurend kleine stuurbewegingen, om beurten wat naar links en dan weer naar rechts, die het evenwicht herstellen. Het is dan ook onmogelijk om overeind te blijven als je het stuur vast zou zetten (heb ik wel eens gedaan). Vroeger dacht men dat ook de gyroscopische krachten van het wiel er veel toe deden, maar die blijken nauwelijks een rol te spelen. Als je stil staat blijft de basis van het geheel ook op zijn plek en dan is het heel moeilijk om langer dan enkele seconden het evenwicht te bewaren. Om overeind te blijven moet het raakpunt van de wielen op de weg een kleine zigzagbeweging maken. Toegevoegd na 18 minuten: Je snelheid speelt wel een rol, omdat een lichaam in beweging de neiging heeft in dezelfde richting te volharden (hoe meer snelheid hoe meer massa). De snelheid vergroot de stabiliteit.

Omdat je met het sturen de fiets continu on het lichaam stuurt. Dit met hele kleine correcties. Probeer het maar eens. Als je naar links helt, dan wil je automatisch ook naar links sturen. Stuur je dan naar rechts dan val je heel snel.

Een fiets valt om door de aanwezigheid van de zwaartekracht. Als de fiets stilstaat is dat natuurlijk zeer goed te voelen. In theorie kan je je fiets net in balans zetten : als je het zwaartepunt van de fiets net boven het contact met de grond zet. Dit is in de praktijk echter niet zo gemakkelijk te realiseren. Het is maar een zeer labiel evenwicht, en de minste afwijking doet de fiets omvallen. Als je met een fiets rijdt, gebeurt het volgende: Als je een afwijking in je balans hebt zal je fiets vallen, op dezelfde wijze waarop hij valt als hij stil staat. De fiets zal echter niet vallen, als er op een goede wijze gereageerd wordt met het stuur. Als je fiets dreigt te vallen, stuur je de fiets weer onder je. Als je bvb naar rechts dreigt te vallen, stuur je bij naar rechts. Daardoor ga je een bocht beschrijven naar rechts. Door het feit dat je door een bocht gaat, ondervind je een centrifugaalkracht (=middelpuntvliedende kracht), dewelke in dit geval naar links gericht is. Deze centrifugaalkracht werkt de valbeweging tegen, en je komt dus terug rechtop. De kans is groot dat je een beetje overcorrigeert, en dat je daarna naar links valt. Je stuurt bij naar links, en de centrifugaalkracht brengt je terug rechtop. Zo blijf je de hele tijd bezig. Als je met een fiets rijdt, ben je dus eigenlijk de hele tijd aan het vallen. Als je heel traag rijdt heb je misschien het nodige bochtenwerk nodig om rechtop te blijven. Als je echter sneller rijdt, worden de bochten veel minder scherp om aan de nodige stabiliserende centrifugaalkracht te komen. Hoe sneller je gaat, hoe trager je valt, en hoe groter de straal van de cirkelbogen die je pad beschrijft. Pas als je oneindig snel gaat, is je gevolgde pad 'oneindig recht'. Een fiets gaat dus nooit perfect rechtdoor. Probeer je stuur maar eens vast te zetten, zodat je verplicht rechtdoor moet, je zal snel op onzachte wijze met de aarde in aanraking komen.

Bronnen:
http://www.ikhebeenvraag.be/vraag/2157

Dan maak je vaart en kan je dus beter sturen, en kan je je evenwicht beter bewaren

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100