Основы устойчивости

Введение.

В данной статье речь идет о такой непростой и в то же время интересной науке "торможения".

Что такое "торможение"? Слово "торможение", или "тормозить", означает "замедлять движение с помощью тормоза". В данном случае нас интересует, как замедлить движение в каждой ситуации на дороге. Как довести торможение до автоматизма? Следует соблюдать несколько правил езды на велосипеде. Тогда процесс торможения становится абсолютно безопасным.

Теперь остановимся подробнее на основах устойчивости велосипеда.

Что это такое?

Велосипедист – это как циркач, который используя законы физики, управляет велосипедом. Вращение колёс дает возможность транспортному средству сохранить устойчивость, а также задает прямолинейное движение. Следует помнить, что велосипед с велосипедистом похож на своеобразный рычаг с передней опорой при продольном направлении. Главное при этом свойство велосипеда – это возникающий гироскопический эффект вращения колёс по принципу "юлы". Этот эффект возникает только при переходе на большую скорость. Проверить это действие можно, если проехать несколько метров при минимальной скорости. В этом случае велосипед становится крайне неустойчивым. Таким образом, устойчивость велосипеда повышается за счет вращения колес. Следовательно, при большой скорости вращения становится выше устойчивость.

Теперь остановимся на действии сил при равномерном движении и торможении на велосипедиста.

Эта картинка может заменяться более простым ее аналогом.

Теперь рассмотрим подробнее действие сил при торможении и равномерном движении на велосипедиста.

Рис.1 представляет собой изображение веса целостной системы "велосипед-велосипедист", а также распределение давления колёс велосипеда на землю. Это может быть асфальт, песок или грунтовка. Такое распределение давления выделено чёрным цветом.

На рис. 2 представлен центр тяжести с системой рычагов. При этом точка опоры расположена в месте касания переднего колеса. При торможении основной действующей силой становится сила инерции. Она располагается в центре тяжести. На рис. она помечена синим цветом.

Но что же поменялось в картинке при возникновении торможения? Изменения представлены появлением новой силы, которая направлена по направлению движения. Также произошел процесс перераспределения силы давления на грунт колёс. Возникла ситуация, при которой центр тяжести резко переместился вперёд. Доказано, что заднее колесо во время равномерного движения более загружено. При возникновении торможения происходит следующее: виртуальный центр тяжести перемещается вперёд, а иногда может выйти вперёд за точку опоры переднего колеса. Ведь направление результирующей силы веса и силы инерции направлено не вниз, а вниз-вперёд. Следовательно, смещение виртуального центра тяжести за точку опоры переднего колеса приводит к возникновению вращения через переднее колесо. Очевидный факт, что при высоком нахождении центра тяжести (это увеличение расстояния F – E), становится легче переворот через точку вращения. Для велосипеда это точка опоры переднего колеса о землю.

Таким образом, можно сделать следующий вывод: при перенесении далеко назад центра тяжести за седло при торможении, сильнее становится торможение без угрозы переворота.

На самом деле, возникновение вращения через переднее колесо – это всегда «неправильный» переворот. При торможении на гладкой дороге и при боковом падении велосипедист принимает позицию «нижнего» относительно велосипеда в 95% случаев. Происходит потеря устойчивости ещё до задирания седла.