Jak działa rower? Wszystko zależy od fizyki

Kiedy się dowiesz jak działa rowerpoczujesz się, jakbyś przeczytał magiczną instrukcję.

Hm, powinienem powiedzieć nauka, ale… faktem jest, że kiedy znasz zasady fizyczne, które wchodzą w grę za każdym razem, gdy pedałujesz, skręcasz lub hamujesz na rowerze, jesteś tak zdumiony, że… Harry Potter robi uniki!

Brytyjski pisarz science fiction Arthur C. Clarke powiedział również: „Każda wystarczająco zaawansowana technologia jest nie do odróżnienia od magii”. I to właśnie fizyk lotniczy, profesor Ugo Conte, ujawnia fizykę, którą nieświadomie stosujemy, gdy siedzimy w siodle: „Czy wiesz na przykład, dlaczego poruszamy się w równowadze, nawet jeśli rower opiera się? Winowajcą jest efekt żyroskopowy: obiekt, który się obraca, jeśli spróbujesz go poruszyć, ma tendencję do powrotu na swoje miejsce”.

Spróbuj wyobrazić sobie, że koło to bączek, który w absurdalny sposób obraca się na pionowej ścianie: „Jeśli w nie uderzysz i będziesz miał dość energii” – kontynuuje Conte „w ciągu kilku chwil bączek wraca do swojej osi obrotu. Dlatego, gdy przechylasz wagę w prawo lub w lewo, koła obracają się dzięki energii przekazywanej przez twoje nogi i przywracają równowagę”.

Siła odśrodkowa i dźwignie Archimedesa

Podczas skręcania rowerem zachowujesz równowagę, nawet jeśli mocno pochylisz koła. Z drugiej strony siła grawitacji powinna przyciągnąć go do ziemi i sprawić, że spadnie: dlaczego tak nie jest? „Rzucasz monetą na stół” wyjaśnia Conte: „ruch, gdy moneta się wygina, generuje siłę odśrodkową, która odpycha monetę od środka koła. Ponadto efekt żyroskopowy (czytaj poniżej) ma tendencję do przywracania go na miejsce. To samo dzieje się na rowerze, ale z dodatkową siłą: ciałem, które przeciwstawia się upadkowi, opierając się na przeciwnej stronie”.

Dlatego ryzykujesz upadek tylko wtedy, gdy nagle hamujesz, ponieważ „wyłącza” to siły, które przyczyniają się do utrzymania równowagi. Przy okazji: „Dajcie mi dźwignię, a podniosę świat” – powiedział wielki Archimedes, aby wyjaśnić zasadę działania dźwigni. Dźwignie, które w rowerze służą do hamowania. Spróbuj rozłupać orzech rękami – nie możesz. Ale jeśli użyjesz dziadka do orzechów, który jest dźwignią, zwielokrotnisz swoją siłę i skorupa pęknie. „Z tego samego powodu”, kontynuuje Conte, „nie można zatrzymać motocykla samym nadwoziem, jest bardzo ciężki. Jeśli jednak naciśniesz dźwignię hamulca, siła twoich palców zostanie zwielokrotniona przez długość dźwigni i koła dzięki gumowym podkładkom, które są mocno przymocowane za pomocą nitki».

Jak działa rower… przyszłości!

Wszystkie typy rowerów działają dzięki tym zasadom fizycznym, od twojego dziadka do najnowszego modelu, i nawet jeśli ewoluował przez lata (na przykład jest lżejszy), zawsze działa w ten sam sposób.

Jak więc może zmienić się rower przyszłości? „Pomyśl o tym, co ona traci. W wyścigach kolarze zjazdowi osiągają prędkość 80 km/h, ale muszą rozciągać się jak kije, aby przeciąć powietrze. Jaki więc kształt powinien mieć rower, aby jechał szybciej?».

Prześlij nam projekt najbardziej aerodynamicznego roweru, jaki możesz sobie wyobrazić!

Pierwsze rowery: drewniane, bez hamulców, pedałów…

…i bardzo ciężki: ponad 22 kg wobec dzisiejszych 7-8 jak na rower miejski. I poruszały się, odpychając stopami od ziemi! Był rok 1817: w następnych latach do przedniego koła dodano pedały, które stały się za duże
uczynić pojazd bardziej stabilnym (po prawej). Wreszcie w 1885 roku Anglik John Kemp Starley zaprojektował znany nam rower z dwoma równymi kołami i łańcuchem.

hoverboardy i co.
Na desce rozdzielczej znajduje się czujnik żyroskopowy (czytaj wyżej), który w każdej chwili może wyczuć, czy pochylasz się do przodu, czy do tyłu. Czujnik sygnalizuje ten stan elektronice, która steruje dwoma silnikami, po jednym dla każdego koła, które poruszają się niezależnie, aby pomóc utrzymać równowagę podczas jazdy do przodu lub gdy stoisz w miejscu.