High speed cyklist

Varför balanserar cykeln bäst i farten?

Det är nästan omöjligt att hålla balansen på en stillastående cykel, medan det är enkelt när den rullar. Varför är det så?

När man skall hålla balansen på en cykel, är det en konstant kamp mot tyngdkraften. Det krävs nämligen att cyklisten gör en massa små rörelser med både styret och kroppen. En del av dessa rörelser är dessutom allt annat än intuitiva. Till exempel skall man för ett kort ögonblick vrida styret en aning åt höger, innan man svänger cykeln åt vänster.

Nyligen publicerade en grupp forskare vid tekniska högskolan i Delft i Holland en matematisk modell, som beskriver konsten att cykla. De konstaterade att det är många variabler som står på spel.

Vissa av dessa variabler är knutna till cykelns konstruktion, medan andra handlar om hur cyklisten cyklar. När det gäller cykeln har bland annat framgaffelns vinkel, avståndet mellan hjulen och cykelns tyngdpunkt betydelse för balansen. Under själva körningen är dock farten avgörande för balansen.

När den överstiger 14 kilometer i timmen, fungerar hjulens rotation i sig själv stabiliserande, då det uppstår vad som kallas gyroskopisk rigiditet. Det betyder att hjulen motsätter sig en ändring av sin riktning.

När farten kommer över 27 kilometer i timmen, krävs det enligt de holländska forskarna däremot bara en liten puff, för att cyklisten skall riskera att tappa balansen och välta.

De holländska forskarna hoppas att de nya resultaten bland annat skall kunna användas till att bygga individuellt anpassade cyklar.

Många variabler håller cykeln upprätt

En cyklist gör omedvetet en rad små rörelser, så att cykeln inte välter. Dessa rörelser har en grupp holländska forskare nu kartlagt.

a. Cyklisten vrider under en halv sekund styret till höger. Därigenom flyttas hjulens kontaktyta mot vänster, medan cykelns tyngdpunkt förblir till höger. Det får cykeln att luta åt höger.

b. På grund av centrifugalkraften börjar styret att vridas åt vänster mot startpositionen. Det sker när cyklisten har svängt till höger i 0,3 sekunder.

I kurvan lutar cyklisten sig inåt i svängen, men så länge inverkan från centrifugalkraften är lika stark som tyngdkraften, välter inte cykeln. Centrifugalkraften beror av farten och hur mycket cykeln lutar. Styret går långsamt tillbaka till utgångsläget, och cykeln rätar upp sig.

1. Cyklisten cyklar rakt fram med en konstant hastighet av 18 km/h.

2. Cykeln fortsätter rakt fram.

3. Cyklisten vrider styret lite mer åt vänster. Samtidigt lutar även cykeln också mer åt vänster. Cykeln svänger nu också åt vänster.

4. Cyklisten rätar upp cykeln.

5. Cyklisten vrider kort styret åt höger och cyklar sedan rakt fram.

Läs också

PRENUMERERA PÅ ILLUSTRERAD VETENSKAPS NYHETSBREV

Du kan ladda ned ditt gratis specialnummer, Vår extrema hjärna, så snart du har beställt vårt nyhetsbrev.

Kanske är du intresserad av...

Hittade du inte vad du söker? Sök här: