Почему колесо не падает когда катится. Почему человек не падает с велосипеда? Почему велосипед не падает с физической точки зрения

Эффект гироскопа тут ни при чем

Мы и не подозреваем, насколько напряженно и неустанно наш мозг работает над тем, чтобы мы не упали.

Об очень легком задании британцы говорят, что это "просто, как кататься на велосипеде". Но как нам удается удерживать этот самый велосипед от падения?

Большинство скажет, что дело в эффекте гироскопа. Но в действительности дело обстоит совсем иначе.

Иными словами, гироскопический эффект объясняется тем, что вращающееся колесо стремится продолжить вращение вокруг своей оси (так остаются на своей оси вращения волчок и даже планета Земля).

Этот эффект заметен мотоциклистам, ведь колеса у мотоциклов большие, массивные и вращаются быстро. Но простой велосипедист с ним не сталкивается - колеса велосипеда намного легче, а на прогулочной скорости они крутятся недостаточно быстро.

Если бы в педальном велосипеде использовался эффект гироскопа, то любому новичку было бы достаточно оттолкнуться ногой - все остальное сделали бы за него законы природы.

Но на самом деле вам придется учиться кататься на велосипеде так же, как вы в свое время учились ходить.

За умение ездить на велосипеде отвечает исключительно ваш мозг.

Представьте себе, что вам нужно проехать по абсолютно прямой линии, нарисованной на совершенно ровной поверхности. Конечно, это же очень просто! А вот и нет.

По узкой прямой линии проехать почти невозможно - точно так же, как даже в трезвом состоянии вам вряд ли удастся пройти по ней, не оступившись. Попробуйте сами.

Проведите еще один маленький эксперимент: попробуйте устоять на одной ноге на цыпочках, используя руки, чтобы удержать равновесие.

Трудно, правда? А теперь попробуйте то же самое, но перепрыгивая с ноги на ногу. Сохранять равновесие станет намного легче.

Конструкция велосипеда позволяет управлять им без рук, наклоняясь влево или вправо

Именно так вы бегаете. Ваш мозг научился вносить маленькие коррективы при каждом прыжке: например, если вы отклонились вправо, то на следующем шаге сдвинетесь чуть влево.

Точно так же происходит езда на велосипеде: с каждым оборотом педалей вы немного меняете направление.

Начиная падать вправо, вы неосознанно поворачиваете руль в ту же сторону, чтобы изменить положение колеса, а затем так же неосознанно возвращаетесь на прежнюю траекторию движения.

Такое "виляние" совершенно нормально. Оно более заметно у новичков (особенно у детей), которые ездят по довольно крутой "синусоиде", и практически незаметно у опытных велосипедистов.

Тем не менее эти небольшие колебания являются частью процесса и объясняют, почему так сложно пройти (или проехать) по совершенно прямой линии - в этом случае вы лишены возможности совершать те самые необходимые движения из стороны в сторону.

Кроме того, в конструкции велосипеда есть несколько полезных решений, облегчающих езду.

Самое важное из них - наклон рулевой колонки (или так называемого рулевого стакана), благодаря которому переднее колесо касается земли в точке, находящейся сзади от точки проекции рулевой оси на землю. Расстояние между этими точками называется выкатом.

Велосипед сконструирован очень умно, его даже носить удобно

Выкат в значительной степени помогает сохранять равновесие, когда вы едете без рук: если вы, например, наклонитесь вправо, сила, действующая на так называемое пятно контакта с землей, повернет переднее колесо направо.

Это свойство облегчает управление и позволяет рулить без рук, слегка наклоняясь влево или вправо.

Но существуют и велосипеды с вертикальными рулевыми колонками, на которых также можно отлично ездить. На самом деле, сделать велосипед, на котором будет невозможно ездить, весьма сложно, хотя многие и предпринимали такие попытки.

Дело в том, что велосипед не падает только благодаря вам и вашему сознанию, и доказать это просто.

Попробуйте, например, перекрестить руки. Вы не сможете даже тронуться с места, а если сделаете это на ходу, то рискуете сразу же упасть. Если бы велосипед удерживался вертикально с помощью эффекта гироскопа, этого бы не произошло.

Клоуны и уличные артисты ездят на велосипедах с обратным рулем. На то, чтобы научиться этому, уходят месяцы тренировок: ведь нужно полностью разучиться ездить на обычном велосипеде. Просто поразительно, как работает наш мозг!

А что же с эффектом гироскопа, о котором я упоминал выше? Помогает ли он хоть немного? Нет, если только вы не разгонитесь до очень большой скорости.

Существует известный эксперимент, якобы доказывающий влияние этого эффекта на колесо велосипеда, однако расчеты показывают, что его сила далека от того значения, которое могло бы удержать вас в вертикальном положении во время езды.

Чтобы доказать, что эффект гироскопа не имеет значения, я построил велосипед со вторым передним колесом, вращающимся в противоположном направлении. Эта идея не нова: такое же устройство сделал в 1970 году Дэвид Джонс. Нам обоим пришла в голову одна и та же идея.

Если объяснить вкратце, то вращающееся в обратную сторону колесо уничтожает эффект гироскопа для переднего колеса и доказывает, что на самом деле единственное, что удерживает вас от падения, - это деятельность вашего мозга.

Это еще и забавный эксперимент, проделать который может каждый.

Итак, какой же способ обучения езде на велосипеде является наилучшим? Знаете, мне не нравится, когда дети учатся кататься с тренировочными маленькими колесиками по бокам: каждый раз, касаясь ими земли, они утрачивают навык сохранения равновесия.

Ваш мозг должен научиться корректировать курс, так что снимите тренировочные колесики - и чем больше вы будете вилять, тем лучше.

За умение ездить на велосипеде на самом деле отвечает только ваша голова.

Почему велосипед не падает, не вполне понятно, особенно на первый взгляд. Площадь его опоры очень мала, даже если весьма широкие и слабо накачаны. Поставленный вертикально, он долго не простоит. Обычно он падает на бок через 2 - 4 секунды, но если его удачно толкнуть вперед, падение случится через 10 - 15 секунд. Именно этим решительно отличается от и четырехколесного автомобиля. Даже если отбросить влияние велосипедиста на устойчивость, то во время езды велосипед гораздо устойчивей, чем во время остановки. Управляться он может также по-разному, и не только поворотом . Если вспомнить езду «без рук», то становится понятно, что факторов, обеспечивающих устойчивость велосипеда, несколько. Рассмотрим главные. Но прежде, еще одно короткое замечание: у велосипеда существуют две устойчивости и одна управляемость. Первая устойчивость — это вертикальная, вторая — продольная, или курсовая устойчивость, а управляемость — только продольная (курсовая). Само собой, чем лучше продольная устойчивость, тем хуже управляемость, и наоборот. Сложность заключается во взаимосвязи этих трех важных параметров. Один влияет на другой, другой на третий и рассказать, положим, о вертикальной устойчивости, не упоминая продольную, затруднительно. Но в любом случае, каждому практикующему велосипедисту важно сохранить равновесие, или баланс и катить в правильном направлении.

Равновесию на малой скорости или даже стоя на месте, как лихо демонстрируют некоторые умельцы, помогает геометрия вилки и рулевой колонки. Поворачивая руль, мы сдвигаем центральную линию велосипеда, проходящую через точки контакта с поверхностью переднего и заднего колес. Так мы подстраиваем ее под слегка сдвинувшийся в сторону центр тяжести велосипедиста и его верного двухколесного коня. Балансирование на месте всем хорошо известно и знакомо — это сюрпляс. Подробно о полезных свойствах вилок и их влиянии на устойчивость можно посмотреть чуть ниже.

Вид сверху показывает, как эту линию шин можно сдвинуть в сторону поворачиванием руля из стороны в сторону. Это очень важно для баланса на низкой скорости.

Ось поворота на уровне земли

Линия через пятна контакта шин

Центральная линия

Вылет

Боковая сила из-за угла скольжения

Наклон

Пятно контакта шины с дорогой

Отклонённое колесо

1/2 дюйма

Ось рулевой колонки на уровне земли

Передний вылет

7 - 10 грудусов

Задний вылет

1/2 градуса

Линия движения

Какую скорость считать малой, а какую — большой? Это нетривиальный вопрос. Но все-таки можно получить приблизительную оценку минимальной скорости устойчивого движения велосипеда. Помогает этому теория движения твердого диска (обруча, колеса) по плоскости без проскальзывания. Согласно ней, для обеспечения устойчивости такого диска, близкого к диаметру велосипедного колеса, достаточно скорости около 1 м/сек, или 3,6 км/час.

Скорость ниже минимальной — это уже искусство балансирования, или сюрпляс на треке. Система, составленная из велосипеда и велосипедиста, конечно, очень далека от простого катящегося диска или обруча, но данное значение показывает порядок величины минимальной скорости, необходимой, чтобы устойчиво держаться на велосипеде. И, как каждому хорошо известно, имеет приближенное согласие с повседневным опытом.

Но ведь велосипед — это вам не какой-нибудь «Харлей». Велосипедист весит гораздо больше, чем велосипед, на котором он сидит. Поэтому чтобы в некоторых ситуациях, например, на узкой колее, тропинке, лыжне можно перемещать центр тяжести как вправо, так и влево, меняя положение тела велосипедиста относительно велосипеда. Нужно, как бы отталкиваясь от него в сторону, противоположную первоначальному отклонению, сохранять равновесие, продолжая неуклонное движение вперед. При этом более высокий центр тяжести велосипедиста сильнее воздействует на общий баланс системы велосипедист - велосипед и дает больший контроль над положением и движением велосипеда. Еще один полезный способ движения корпусом при рулении рассмотрим ниже.

Представим себе обычный случай: велосипедист поворачивает со скоростью v по кругу с радиусом R. Для сохранения равновесия велосипедист должен наклониться на угол α от вертикали или, что тоже самое, на угол φ=90° - α от горизонтали, чтобы компенсировать центробежную силу (смотрите рисунок выше). Условия равенства сил приводят к известной еще со школы элементарной формуле ctg α=(v 2 /gR)=tgφ≤μ (1), где μ — максимально возможный в данный момент коэффициент сцепления шины с дорогой. Для реальной оценки его надо уменьшать на 20 - 25% по сравнению с многочисленными табличными значениями, g — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/сек. Велосипедист поворачивает благодаря силам трения между дорогой и передним колесом. Если дорога скользкая или покрыта льдом, то контролируемый поворот становится затруднительным или невозможным. Вместо поворота может произойти переднего колеса, потеря равновесия и падение.

Пусть теперь велосипедист, спокойно катясь по прямой, ровной и гладкой дороге и любуясь проплывающим мимо пейзажем, случайно отклонился от вертикали на небольшой угол α l . Чтобы не упасть, велосипедист старается повернуть руль в сторону наклона велосипеда на угол β. Спрашивается, на какой угол надо повернуть руль, дабы не упасть? Для ответа достаточно посмотреть на рисунок выше и вспомнить любимую теорему синусов G=2R 2 sinβ (2), где G — расстояние между осями колес (база велосипеда), R 2 — радиус, по которому начинает двигаться велосипед после поворота переднего колеса. Он должен быть меньше, чем радиус, по которому спокойно и уверенно поворачивает велосипедист, отклонившись от вертикали на угол α l , согласно формуле (1). Иначе выправить равновесие не удастся. Теперь подставим формулу (2) в формулу (1). И получим: sin β=(gGtgαl/2v 2) (3). Эта очень простая формула может рассказать много полезного.

Первое. Велосипедисту, катящемуся со скоростью v и отклонившемуся от вертикали на угол α l , нужно повернуть руль на угол больший или равный углу β, который легко подсчитать по формуле (3).

Второе. Чем больше скорость велосипедиста, тем на меньший угол надо повернуть руль и для восстановления равновесия и для прохождения виража. Из этого следует, что велосипедом намного легче управлять на высокой скорости, чем на маленькой. И это хорошо известно всем, кто садился на велосипед.

Третье. Чем больше база велосипеда — G, тем на больший угол надо поворачивать руль, дабы восстановить равновесие или вписаться в поворот. И так же интуитивно ясно, что по узким, лесным извилистым дорожкам легче катить на велосипеде с малой базой.

Четвертое. Навык правильного поворота руля быстро становится автоматическим, подсознательным, и многие велосипедисты не подозревают, что даже при беззаботной езде по прямой им нужно постоянно поворачивать руль. Достаточно посмотреть на след, оставленный колесами велосипеда. Легко увидеть, что относительно прямая колея, оставленная задним колесом, всё время пересекается извилистым следом переднего. А это значит, что переднее колесо во время движения постоянно поворачивает из стороны в сторону, велосипед все время «въезжает» под регулярно падающего велосипедиста и, благодаря этому, сохраняет равновесие.

И, наконец, пятое. Если руль не поворачивается, если рулевая колонка, положим, по каким-то причинам заклинена, ездить практически нельзя (в современном понимании этого слова). Двухколесные самокаты начала XIX века, не имевшие рулевого управления, могли катить только по прямой.

И это приводит нас к любопытной аналогии между сохранением равновесия на велосипеде и удержанием швабры, бильярдного кия или авторучки («Паркер» с золотым пером, например) на раскрытой ладони. Действительно, как удержать кий? Сначала он стоит на ладони вертикально, а затем начинает отклоняться, и ладонь быстро перемещается в сторону наклона. Опора кия смещается, и он начинает наклоняться в другую сторону. Ладонь снова перемещается, и такое балансирование может длиться весьма долго.

То же самое делает и велосипедист. Но возникает естественный вопрос: чем проще балансировать — шваброй или авторучкой? Ответ не вполне очевиден, но, твердо освоив школьный курс на «хорошо», получить правильный результат несложно. Прежде всего, на что похожи стоящая швабра, авторучка и катящийся велосипед? Правильно! На перевернутый физический маятник. Вместо точки подвеса есть точка опоры. И такие перевернутые маятники всем хорошо знакомы — например, механический метроном, которым задают ритм при изучении музыки. Чем выше поднимают грузик на планке, тем больше период колебаний, и тем медленнее качается маятник метронома. А если грузик опустить вниз, к точке опоры, то период колебаний уменьшится, и маятник быстро-быстро зачастит.

С некоторыми оговорками и при малых отклонениях от вертикали его можно рассмотреть как математический маятник и написать крайне простую формулу для периода колебаний. T≈2π√l/g , где l — расстояние от точки опоры до центра масс (ЦМ). Время отклонения от вертикали на малый угол α1 равно: t=T/4≈(π/2)√l/g . Оно не зависит от массы швабры и «откормленности» велосипедиста. Прикинем: швабра имеет l=1м, 1=1,6*0,32=0,5 с. У авторучки же l=0,1 м, t= 1,6*0,1=0,16 с. А высокий велосипед — l=1,2 метра, t= 1,6*0,35=0,56 с. Результат прост и нагляден.

Точно так ведет себя и любой предмет: чем он выше, чем больше расстояние от точки опоры до центра масс (центра тяжести), тем медленнее он отклоняется от вертикали на малый угол, и тем легче им балансировать или удерживать на нем равновесие. И тут вне конкуренции велосипед «Паук», у которого центр масс располагался на высоте около двух метров. Но падать с такой высоты было больно и опасно, и «Пауки» не выжили. Поэтому намозолившее глаза выражение «низкий устойчивый силуэт» справедливо только для трех или четырех колесных экипажей. Если так говорят о двухколесных велосипедах или мотоциклах, то это нонсенс и техническая безграмотность.

Что мешает нам кататься на велосипеде: 10 самых распространенных причин

Если вы спросите у случайных прохожих, любят ли они кататься на велосипеде, то в большинстве случаев получите положительный ответ. Однако если Вы немного измените вопрос и спросите, катаются ли эти люди на велосипеде, то более 80% ответят что нет, по тем или иным причинам. Получается парадокс: люди любят кататься, но не делают этого.

Однако прежде чем начать, стоит сделать небольшую оговорку. Так сказать, обработать возможное возражение. Вам может показаться, что весь список можно уместить в два слова: лень и нехватка времени. И все отговорки, которые нам доводилось слышать во время опросов, - просто следствие этих двух факторов. Однако даже у лени и нехватки времени есть свои предпосылки, на которые мы хотим обратить особое внимание в этой статье.

Причина №1: усталость

Работа выжимает все соки. Вечером хватает сил только на то, чтобы прийти домой, поужинать, принять душ и лечь спать. В крайнем случае - сходить в кино или посидеть с друзьями в кафе. Расслабиться. Конечно, велосипед - это здорово, но сил крутить педали и куда-то ехать нет. Да и желания - тоже. Знакомая ситуация?

Но если посмотреть с другой стороны. Никто не заставляет ставить рекорды скорости или покорять бездорожье. Ведь в конце концов, ничто не мешает собраться с друзьями и просто отдохнуть во время велопрогулки. У многих людей есть проблема: сделать первый шаг - собраться и выехать. Однако представьте, что вы встретились с друзьями, и вдруг у каждого из вас появился велосипед. Что мешает вам поехать здесь и сейчас? Правильно, ничего. И даже усталость не мешает. Поэтому причина, скорее, организационная, нежели физическая усталость.

Кроме того, медленная езда на велосипеде расслабляет лучше, чем мягкая кровать, так как мы активно дышим свежим воздухом обогащая организм кислородом.

Причина №2: трудоголизм

Еще одна причина, связанная с работой, и особенно актуальная для жителей мегаполисов. Вспомните, бывало ли у вас такое: кажется, что посидишь еще часок-другой, сдашь проект, и можно покататься. Однако проходит время... Час превращается в три. Где три - там шесть. А дальше усталость, выгорание и уже ничего не хочется.

А ведь между тем перерыв на велопрогулку значительно ускоряет метаболизм и мыслительные процессы, освежает идеи и позволяет иначе взглянуть на многие вещи.

Причина №3: плохая погода

Да, погода, безусловно, сдерживает. Однако это в равной степени относится к любому отдыху на открытом воздухе. Жарить шашлык и петь песни под гитару под проливным дождем - тоже удовольствие ниже среднего. Или все же нет? Как вы думаете, сколько россиян из почти 150 млн. человек никогда не едят шашлык на природе, потому что бывает плохая погода?

Другое дело, что многим людям просто не хочется лишний раз пачкаться или мерзнуть. Как только подумаешь, что это же нужно достать велосипед. А для этого надо разбирать пол балкона. Потом после поездки его помыть и сложить обратно. Желание кататься тает на глазах. Тогда ловишь себя на мысли: вот если бы он стоял готовенький у подъезда…

Как раз для тех, кто не хочет думать о хранении “железного коня”, прекрасно подойдет городской прокат, если велостанция находится недалеко от дома. Этот же вариант идеален, если у вас нет своего велосипеда.

Причина №4: одному скучно, нет компании

Социальный фактор ежедневно останавливает миллионы людей от катания на велосипеде. И дело даже не в том, что нет друзей. Друзья-то как раз-таки есть. Но большинство из них очень заняты. У всех работа, семьи. Трудно взять и вырваться и рутины.

А ведь между тем эта проблема решается очень просто. Вступите в велоклуб или зарегистрируйтесь на велофоруме, и у вас всегда будут желающие составить компанию.

Причина №5: негде кататься

Еще одна актуальная проблема для мегаполисов. Многие жители больших городов хотели бы кататься, но ездить среди машин и дышать выхлопными газами - весьма сомнительное удовольствие.

Для решения этой проблемы существует сервис . Вы удивитесь, но даже если вы живете в перенаселенном мегаполисе, вас окружают десятки и сотни увлекательных веломаршрутов, которые проходят и по историческим центрам, и по лесопарковым зонам.

Причина №6: техническая неисправность

Многие люди, когда их велосипед выходит из строя, по любой причине, будь то прокол колеса или неисправность навесного оборудования, откладывают ремонт в “долгий ящик”. “Как-нибудь потом, сейчас пока времени нет этим заниматься”. И так это “потом” кочует сперва изо дня на день, потом с недели на неделю, потом с месяца на месяц. Человек отвыкает от велосипеда, и вновь вернуться к велопрогулкам становится все сложнее.

А ведь между тем вокруг много специализированных мастерских, которые не только ремонтируют, но и регулярно обслуживают велосипеды. Привезите к ним своего “железного коня”, и они сделают все остальное без вашего участия и с минимальными временными затратами.

Причина №7: отсутствие инфраструктуры

Есть люди, которые говорят, что катались бы больше, если бы у нас была лучше развита велоинфраструктура. “Вот в Европе, - говорят они, - намного больше хороших велодорожек, потому и велосипедистов так много”. И это большое заблуждение. Любой город растет там, где живут люди, а не наоборот. Не было еще такого, чтобы мегаполис в глухом месте выстроили, а потом он заселялся. Вот и инфраструктура для велосипедистов лучше там, где их больше.

Посмотрите на Копенгаген. Этот город заслуженно признан лидером в развитии велоинфраструктуры. Так он выглядит в наши дни:

А вот так он выглядел в 1930-е годы:

Об отдельных велодорожках в те годы датчане еще не думали, но некоторое количество велосипедистов на улицах, как видите, уже можно было заметить. Посмотрите внимательно, на втором снимке прямо в их толпе ползет автомобиль. Выходит, это автомобилисты в Копенгагене боролись за отдельные дорожки, чтобы спастись от велосипедистов. Наивно ожидать от властей инфраструктуру, как в Дании, если мы сами не используем велосипед в качестве транспорта постоянно.

Причина №8: безопасность

Многие стараются не ездить на велосипедах в городе из соображений безопасности. И здесь нужно прояснить один важный момент. Вы наверняка не раз видели сводки ДТП с участием велосипедистов или репортажи о травмах во время велопарадов.

В 90% случаев такие происшествия случаются из-за несоблюдения правил безопасности самими велосипедистами. Например, даже в правилах дорожного движения четко сказано, что нельзя пересекать проезжую часть на велосипеде, нужно спешиться. И причина здесь очень проста: водитель поворачивающего автомобиля может не заметить велосипедиста из-за стойки, т.к. скорости сопоставимы. Но если спешиться, то риск ДТП уменьшается в разы.

Причина №9: мифы и предрассудки

Многие боятся ездить на велосипеде, потому что считают, что велосипедисты более склонны к целому ряду заболеваний. В первую очередь это травмы суставов, которые могут довести чуть ли не до инвалидности.

Действительно, суставы подвергаются повышенным нагрузкам, однако травмирования легко избежать, если вовремя пить жидкость на длинных дистанциях и сохранять правильный каденс, частоту оборотов педалей (порядка 60-80 оборотов в минуту).

Более того, если следовать логике предрассудков, то сидячая работа и малоподвижный образ жизни также создают риск заболеваний, причем по гораздо более широкому спектру.

Причина №10: монотонность и однообразие

Многие перестают ездить на велосипедах просто потому, что им надоедает. Одни и те же маршруты, езда в одиночку, слишком большие временные затраты на планирование новых маршрутов и т.д.

Для решения этой проблемы также стоит использовать сервис . С ним перед вами каждый день открываются новые маршруты и появляются новые люди, с которыми можно отправиться на велопрогулку.

Заключение

Как видите, причин и объяснений того, почему люди не катаются, существует много. Но если вдуматься, ни одна их них не является серьезной и труднопреодолимой проблемой.

Поездка на велосипеде может подарить позитив, заряд бодрости, энергии и новых идей. Вы только возьмите велосипед и отправляйтесь в путь. А мы с MnogoTrop поможем Вам легко найти новое интересное для этого место.

Катайтесь с удовольствием!

Почему не падает велосипед? Скорее всего, ответ на этот, на первый взгляд, несложный вопрос способен дать далеко не каждый. Возможно, этой темой приходилось интересоваться тем, кого однажды спрашивал ребенок. К числу основных факторов, благодаря которым существует этот феномен, можно отнести следующие два:

эффект кастора;
гироскопический эффект.

Эффект кастора

Основан на постоянном подруливании, или, точнее, на возможности использования центробежной силы, возникающей при отклонении движущегося тела от прямой траектории. Происходит так, что выравнивающая сила возникает при повороте руля велосипеда. Причем ее направление противоположно стороне поворота руля. Поэтому, двигаясь прямо, при малейшем отклонении в сторону велосипедисту нужно лишь немного повернуть руль в том же направлении, и центробежная сила выравнивает равновесие.

Таким образом, если внимательно посмотреть на едущего велосипедиста, можно заметить, что при движении в прямом направлении его траектория не идеально ровная. Причем степень извилистости зависит от скорости движения: чем она ниже, тем сильнее петляет велосипед. Или другой пример: можно присмотреться к следам велосипеда на земле. След от переднего колеса будет представлять собой вытянутую синусоиду с осью в виде следа от заднего колеса.

Любопытно, что подруливание происходит само, то есть велосипедисту не нужно делать этого специально, а достаточно просто научиться использовать этот эффект. Именно такой навык и лежит в основе умения ездить на велосипеде.

Гироскопический эффект

Основан на свойстве вращающегося круглого или шарообразного тела сохранять свое положение в пространстве, пока на него не окажут воздействие другие силы. Один из примеров этого явления – известный каждому с детства волчок. Он не падает до тех пор, пока крутится. В велике роль таких волчков выполняют колеса.

Убедиться в этом можно, проведя простой опыт. Если снять велосипедное колесо, взяться руками за места креплений и раскрутить (желательно, чтобы кто-то помог это сделать), то можно заметить, что вращающееся колесо тяжело поворачивать в пространстве. Или, например, детский вертолет. При раскрученном пропеллере, для того чтобы подбросить игрушку вверх, требуются усилия, как будто в руках находится более тяжелый предмет. Еще ощутимее заметен эффект гироскопа при больших оборотах вращения. Это наверняка замечали те, кому приходилось работать с некоторыми электрическими инструментам (болгарка, паркетка и пр.)

Способность вращающегося тела сохранять направление применяется в разных областях, например:

в авиации (вращающиеся лопасти стабилизатора в хвостовом оперении вертолета обеспечивают его курсовую устойчивость);
в ракетных системах и морской навигации (вращающийся чувствительный элемент гироскопа используется в приборах курсоуказания).

Таким образом, факты убедительно свидетельствуют о том, что эффекты кастора и гироскопа, действительно, играют определенную роль в поддержании устойчивости велосипеда во время движения. Но между тем, ни один из фактов не доказывает, что эти эффекты являются определяющими. Стало быть, существует еще какая-то сила, проявление которой находится перед глазами, а понимание – все еще за пределами досягаемости человеческого разума.

Хью Хант Кембриджский университет

Правообладатель иллюстрации Getty

Мы и не подозреваем, насколько напряженно и неустанно наш мозг работает над тем, чтобы мы не упали.

Большинство скажет, что дело в эффекте гироскопа. Но в действительности дело обстоит совсем иначе.

Но на самом деле вам придется учиться кататься на велосипеде так же, как вы в свое время учились ходить.

За умение ездить на велосипеде отвечает исключительно ваш мозг.

Правообладатель иллюстрации Tejvan Pettinger Image caption Конструкция велосипеда позволяет управлять им без рук, наклоняясь влево или вправо

Точно так же происходит езда на велосипеде: с каждым оборотом педалей вы немного меняете направление.

Кроме того, в конструкции велосипеда есть несколько полезных решений, облегчающих езду.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Велосипед сконструирован очень умно, его даже носить удобно

Это свойство облегчает управление и позволяет рулить без рук, слегка наклоняясь влево или вправо.

На то, чтобы научиться ездить на велосипеде с обратным рулем, уйдут месяцы тренировок

Дело в том, что велосипед не падает только благодаря вам и вашему сознанию, и доказать это просто.

Чем больше вы будете вилять, тем лучше

Чтобы доказать, что эффект гироскопа не имеет значения, я построил велосипед со вторым передним колесом , вращающимся в противоположном направлении. Эта идея не нова: такое же устройство сделал в 1970 году Дэвид Джонс. Нам обоим пришла в голову одна и та же идея.

Это еще и забавный эксперимент, проделать который может каждый.

За умение ездить на велосипеде на самом деле отвечает только ваша голова.

Оригинал этой статьи вы можете прочитать на сайте . Полная ее версия первоначально была опубликована на сайте The Conversation и была перепечатана по лицензии Creative Commons.