Mengapa sepeda tidak terjatuh saat dikendarai – alasan utamanya

Pada akhir abad ke-19, ketika sepeda mulai digunakan, Anda harus mendapatkan lisensi untuk menggunakannya. Sebuah komite yang memiliki reputasi baik dibentuk untuk mengajarkan teori dan praktik mengemudi, dan untuk mengeluarkan plat nomor. Tidak seorang pun diizinkan untuk menyerahkan kendaraan. Alasan kehati-hatian dijelaskan oleh meningkatnya risiko mengendarai kendaraan roda dua. Orang biasa tidak dapat memahami, mengapa sepeda tidak terjatuh ketika bergerak. Anehnya, bahkan para fisikawan yang mempelajari cara kerja sistem beroda pun tidak dapat menjawab pertanyaan sederhana ini secara jelas.

Analisis teoretis dan eksperimen fisika menunjukkan bahwa momentum giroskopis dan sudut garpu positif tidak cukup untuk stabilitas sepeda. Selain kemudi terkendali, ada juga kemudi otomatis. Terlebih lagi, distribusi beban memainkan peran kunci dalam menjaga keseimbangan. Seperti yang bisa Anda lihat, dengan usia sepeda yang cukup panjang, kualitas baru masih terus ditemukan dan disempurnakan.

Mengapa sepeda tidak terjatuh saat dikendarai

Untuk menjelaskan tugas yang mudah, sering digunakan metafora: ‘ini sama mendasarnya dengan mengendarai sepeda’. Bahkan, seseorang harus menjaga alat transportasi agar tidak jatuh. Pada awalnya diperkirakan bahwa sepeda dikendarai dengan mengorbankan pengendaranya. Seseorang merasakan kemiringan struktur, memutar setang sedikit ke arah jatuhnya dan meratakan perjalanan. Tetapi, pada kecepatan tinggi, sepeda motor menjadi stabil dan tidak akan jatuh, bahkan ketika stang dilepaskan. Belakangan, terdapat hipotesis tentang aksi giroskopis roda depan dan kemudi. Tetapi ternyata, sepeda tanpa pemandu dan pengendara sepeda robotik juga tidak jatuh.

Pertanyaan utama tentang penyebab stabilitas adalah: Apa yang menyebabkan hubungan yang sesuai antara ramping dan belokan? Ada pandangan yang diterima secara umum: efeknya terjadi sebagai konsekuensi torsi rotasi (giroskopik) dan jangkauan garpu positif. Aksi stabilisasi roda depan dan gaya sentrifugal yang disebabkan oleh defleksi gerakan dari lintasan lurus merupakan faktor penting dalam keseimbangan sepeda.

Dari sudut pandang fisik

Para ilmuwan telah mengidentifikasi pola yang menjaga kestabilan kendaraan roda dua. Garpu depan menjadi pusat perhatian. Pengaturannya melibatkan kemiringan poros stang dalam kaitannya dengan tanah. Titik persimpangan berada di depan garis kontak roda sepeda dengan jalan. Jika sudut tiller menyimpang dari nilai yang ditetapkan, gaya reaksi dihasilkan yang membawa transporter kembali ke posisinya. Beginilah cara sepeda itu sendiri membantu menjaga keseimbangan.

Untuk berbelok, pengendara harus mengubah pusat gravitasi. Contohnya, apabila sepeda miring ke kanan, gandar depan juga miring ke kanan dan roda, berputar searah jarum jam (apabila dilihat dari bawah), sebagian mentransfer torsi reaktif ke unit kemudi. Gaya sentrifugal cenderung memutar roda kemudi ke kanan. Untuk berbelok, pesepeda bersandar ke kiri, membelokkan sepeda dan roda ke kanan.

Faktor kedua yang digunakan untuk kestabilan kendaraan adalah penambahan kecepatan saat melambat dan menyetir. Tindakan stabilisasi mengembalikan roda ke posisi yang benar dan menjaga sepeda agar tidak terjatuh. Pengendara sepeda yang berpengalaman menggunakan tangan mereka pada titik pemasangan untuk mengarahkan 2-3 mm ke jalan.

Efek giroskopik

Teori keseimbangan didasarkan pada fenomena fisik yang terkenal yang digunakan dalam ruang angkasa, penerbangan, dan navigasi laut. Sifat benda yang berputar untuk mempertahankan arah geraknya disebut gaya giroskopik. Tindakan ini terlihat ketika mengendarai sepeda sambil dimiringkan. Selama roda berputar, kendaraan akan menjaga keseimbangannya dan tidak pernah terjatuh. Contohnya, helikopter yuletide atau helikopter anak hanya “berfungsi” apabila sedang berputar. Untuk menguji hipotesis, para fisikawan menciptakan desain sepeda khusus. Roda tambahan dipasang di bagian depan, yang tidak menyentuh tanah dan berputar ke arah yang berlawanan. Hasil eksperimen ini mengejutkan para ilmuwan. Sepeda bergerak dengan sempurna dan tidak jatuh tanpa giroskop.

Oleh karena itu, setelah mengonfirmasi faktor utama yang memengaruhi stabilitas kendaraan roda dua yang sedang bergerak, para ilmuwan masih mendiskusikan versi baru.

Fakta-fakta menarik

V.A. Yakubovich

1. Teori matematika yang menjelaskan kestabilan sepeda yang sedang bergerak dikemukakan oleh Doktor Sains V.A. Yakubovich. Ilmuwan menjelaskan, mengapa robot otonom yang mengendalikan sepeda belum pernah diciptakan. Informasi tentang pengendara sepeda mekanik yang beredar di Internet ternyata palsu. Melihat lebih dekat pada ahli sibernetik mengungkapkan sejumlah trik. Para penemu memasang pemberat untuk meningkatkan stabilitas struktur, menurunkan pusat gravitasi, dan mempercepat sepeda motor hingga kecepatan tinggi.

Para penentang ilmuwan membuktikan sebaliknya. Robot belajar dengan sangat cepat. Hal ini disebabkan oleh kesederhanaan relatif dari tugas-tugasnya: Anda hanya perlu belajar cara menjaga keseimbangan Anda. Alat ini memiliki kemampuan yang tidak dimiliki manusia: alat ini bereaksi seketika dan “menggerakkan” roda 5 kali per detik.

2. Sepeda tanpa pengendara dapat secara otomatis mengarahkan dirinya sendiri agar tidak terjatuh,” klaim para ilmuwan AS. Berkat kalkulasi stabilitas yang dilinierkan, para peneliti telah merancang sepeda dengan roda ekstra yang berputar ke arah berlawanan dan stance stang negatif.
3. Pandangan para psikolog berbeda dengan pandangan para fisikawan. Sumber energi sepeda berada di kepala pengendara. Otak manusia bekerja keras untuk menjaga agar kita tidak terjatuh. Pikiran bawah sadarlah yang menjaga keseimbangan pengendara sepeda.

Kesimpulan

Bukti mendukung pentingnya giroskop dan kastor dalam menjaga sepeda tetap stabil saat Anda bersepeda. Tetapi, tidak ada penjelasan yang jelas, mengapa sepeda tidak terjatuh ketika Anda mengendarainya. Mungkin ada kekuatan tambahan, yang pemahamannya untuk sementara waktu berada di luar pengetahuan saat ini.