Rovnováha na kole: proč jedoucí kolo samo nespadne

Běžná činnost, kterou je obtížné fyzicky vysvětlit, je jízda na kole. Kooijman et al. (2011) ve své studii odchýlili kolo bez jezdce a pozorovali, že dokáže jezdit rovně a vzpřímeně.

Gyroskop a závlek

Obvykle se uvádějí dva hlavní důvody, proč se valící se kolo vrací bez jezdce do přímého směru. Jedním je gyroskopický účinek předního kola. Druhým je jev nazývaný trail.

Gyroskopický účinek předního kola je způsoben momentem hybnosti. Účinek je větší, když je hmotnost kola dále od osy a když kolo rotuje rychleji. Pokud se osa změní, kolo ji přiměje otočit se do strany a právě tam je gyroskopický účinek.

Je-li řiditelná osa skloněná, přední kolo následuje tuto osu, když se otočí řídítka. Trail popisuje vzdálenost průsečíku řídicí osy s povrchem vozovky od bodu, kde se přední pneumatika dotýká povrchu vozovky. V běžném uspořádání předního kola je trail kladný a bod styku je za řídicí osou. Pokud je trail před řídicí osou, je trail záporný.

Návrat do přímého směru bez jezdce se nazývá samostabilita. Studie zkoumala samostabilitu kola, u něhož oba výše zmíněné účinky chyběly.

 



Pokusné kolo bez obou účinků

Autoři proto navrhli nové experimentální kolo se dvěma přídavnými koly, která se otáčela v opačných směrech. Moment hybnosti má směr a smysl otáčení spolu s velikostí. Proti sobě se otáčející kola proto přidala moment hybnosti v opačném směru. Tím se zrušil moment hybnosti předního kola, a tím se odstranil jeho gyroskopický účinek. Autoři také upravili geometrii řízení. V tomto provedení je bod styku předního kola před osou řízení, a proto je záklon (trail) záporný.

Nakonec bylo roztočené kolo vychýleno do strany. Vrátilo se do vzpřímené polohy a pokračovalo v jízdě rovně, i přes absenci obou účinků. Proto nejsou pro samostabilitu nutné kladný záklon a gyroskopický účinek předního kola.

Na čem stabilita závisí

Vysvětlení by mělo také zahrnovat další charakteristiky návrhu, jako je umístění hmoty v přední části kola a úhel řídicí osy. Tyto charakteristiky na sebe vzájemně působí a je to interakce těchto charakteristik, která ovlivňuje, jak se kolo chová po jeho vychýlení.

I při záporném podélném spádu má návrh přední části stále vliv na vyváženost. Výsledky experimentů ukazují, že vyváženost není plně vysvětlena polohou bodu styku vzhledem k řídicí ose ani samotnou rotací předního kola. Jednoduché pravidlo, které by bylo použitelné pro všechny zkoumané návrhy, studie neuvádí.

Zastavení na trase

Zastavit se na odpočinek a najíst se je také součástí programu pro jednodenní i vícedenní cyklistické výlety. Tyto zastávky jsou kombinovány s časem stráveným jízdou. K možnostem odpočinku patří i Matahari Salon.

Ubytování pro vícedenní výlety: kempink nebo penziony.

Zatím nehodnoceno
Líbil se vám článek? Ohodnoťte ho.