Fietsvraag

[AW78]

Waarom kan iemand wél goed in balans blijven op een rijdende fiets, maar niet op een stilstaande fiets?

De zwaartekracht die de balans probeert te verstoren is immers in beide gevallen hetzelfde?

[Michel Uphoff]

Het onderliggend natuurkundig principe is de wet op behoud van impulsmoment (een roterend wiel zal zijn positie willen behouden, zoals bij de fiets, een tol, een gyroscoop)

De eerste wet van Newton stelt dat een bewegend object zijn beweging in dezelfde richting voort zal zetten, tenzij er een externe kracht op uitgeoefend wordt. Dit geldt ook voor de rotatierichting van roterende objecten. Er is dus een kracht nodig om de rotatierichting te veranderen.

Zie ook hier

Op dit forum is het onderwerp uitgebreid besproken, kijk eens hier en hier

[AW78]

Maar speelt het zware gewicht van de persoon die op de fiets zit dan niet mee?

Want dat is die externe kracht die er op uitgeoefend wordt, en die niet aanwezig is bij een tol of gyroscoop.

Als ik bovenop de tol een gewicht zou plaatsen wat 5x zwaarder is dan de tol zelf, dan betwijfel ik of de tol nog goed zou werken, omdat die door het gewicht uit evenwicht gebracht wordt.

[klazon]

Het onderwerp is hier inderdaad al eerder aan de orde geweest. Maar niet in de topics die Michel aangeeft.

Het gyroscoop effect speelt bij een fiets ook nauwelijks een rol, daarvoor zijn de wielen veel te licht. Fietsen is een kwestie van gecontroleerd vallen. Je valt, en dan stuur je naar de richting waarin je valt. Daardoor wordt de val gestopt en val je in de andere richting. Dat corrigeer je weer door naar die kant te sturen, enz.

Dat werkt dus alleen als je rijdt, en als je kunt sturen. Blokkeer het stuur maar eens, dan zal je zien dat je niet rechtop kunt blijven. Je gaat subiet onderuit, zelfs wanneer je wielen zo zwaar zijn dat het gyroscopisch effect wel een rol gaat spelen.

[Michel Uphoff]

Het gyroscoop effect speelt bij een fiets ook nauwelijks een rol

Verdraaid je hebt gelijk, die rol is veel geringer dan ik dacht. Vroeger zo geleerd en nooit meer naar gekeken. Bijsturen is ook niet de enige verklaring, want dan zou een fiets die je een zet geeft vrijwel direct om moeten vallen ipv vele meters doorrollen.

Het ligt heel wat gecompliceerder. Zie bijlage.

[shimmy]

Dat er meer moet zijn dan gyroscopisch effect doorzie je natuurlijk ook makkelijk door extreem langzaam te fietsen en toch niet te vallen.

[AW78]

Fietsen is een kwestie van gecontroleerd vallen. Je valt, en dan stuur je naar de richting waarin je valt. Daardoor wordt de val gestopt en val je in de andere richting. Dat corrigeer je weer door naar die kant te sturen, enz.

Dat werkt dus alleen als je rijdt, en als je kunt sturen.

Maar waarom is het "bijsturen" makkelijker als je snel fietst dan als je langzaam fietst of zelfs helemaal stil staat? Want de kracht die zorgt dat je valt (de zwaartekracht) is hetzelfde voor een rijdende als voor een stilstaande fiets. Dus blijkbaar is de snelheid die je maakt naar voren van directe invloed op de zijwaartse zwaartekracht die dan geen vat meer krijgt op jou als fietser.

[Flisk]

Als je sneller gaat is het effect van bijsturen veel groter. Het ligt ingewikkelder in elkaar dan je denkt. Als je naar rechts stuurt, gaat je fiets niet naar rechts, maar valt die naar links (je kantelt over je wiel). Hoe sneller je rijdt, hoe harder die kantelt.

Motorrijders gaan dit wel herkennen, om in je bocht te geraken moet je eerst even tegensturen. Op de fiets wordt dit vaak niet gedaan en hangt men in de bocht (dan valt je fiets niet) om dit effect teniet te doen.

Probeer eens een bocht te nemen terwijl je je lichaam stokstijf recht boven je fiets houdt, je zult merken dat dit enkel gaat door eerst heel even tegen te sturen.

EDIT: eens opgezocht en er bestaat blijkbaar een heel wiki artikel over.

[Jan van de Velde]

Als je naar links "valt" en dus begint over te hellen, valt je stuur sneller, en stuur je dus naar links. Eigenlijk komt je wiel een beetje dwars op de weg te staan. Door de "traagheid" (natuurkundige term, inertie, heeft niks met langzaam te maken, slecht met de neiging van iets dat beweegt om in dezelfde richting met dezelfde snelheid te willen blijven bewegen) duwt je eigen massa toch gewoon rechtdoor. Je trage massa duwt tegen de helling van je voorwiel in, en duwt ook meer tegen de linkse kant dan de rechtse kant van het contactvlak band/asfalt en draait zo je stuur weer recht.

Dat gaat echter alleen maar makkelijk met een fiets met een behoorlijke naloop (meen ik dat dat heet), dwz, dat het contactvlak band/asfalt duidelijk achter het verlengde van je stuuras (balhoofd)zit. Zo niet, dan heb je een ontzettend onstabiele fiets waarbij veel ervaring nodig is om recht te blijven.

naloop 1191 keer bekeken

http://www.fietsica....t_en_sturen.htm

Van bovenaf gezien ziet dat er ongeveer zó uit in een "val" naar links,

naloop 1190 keer bekeken

Zonder die massa die eigenlijk liefst rechtdoor wil heb je ook niet het effect dat je stuur bijna als vanzelf weer rechtduwt. En daarom is het zo moeilijk om langzaam te fietsen. Daarbij heb je al gauw redelijk heftige en bewuste stuuruitslagen nodig om een voldoende terugrechtdraai-effect te krijgen.

[AW78]

Zonder die massa die eigenlijk liefst rechtdoor wil heb je ook niet het effect dat je stuur bijna als vanzelf weer rechtduwt. En daarom is het zo moeilijk om langzaam te fietsen. Daarbij heb je al gauw redelijk heftige en bewuste stuuruitslagen nodig om een voldoende terugrechtdraai-effect te krijgen.

Dit komt wel in de buurt bij wat ik bedoel. Ik denk ook dat het voornamelijk te maken heeft met de middelpuntvliedende kracht van het voorwiel. Bij grote snelheid heeft die een effect dat het stuur op zijn plaats houdt. En dan had Michel Uphoff tóch gelijk. De kracht is vanuit het middelpunt van het voorwiel naar buiten gericht, en net als een strak gespannen snaar of een tol heeft zo'n wiel altijd de neiging om op zijn plaats te blijven, en daarbij het stuur op zijn plaats te houden, zodat de fiets niet kan omvallen.