Один мой товарищ, серфя интернет наткнулся на сайт с вечными вопросами, наподобие, почему лед скользкий. Там же была министатья со ссылкой на оригинальное исследование , почему же велосипед едет. Оказывается, большие дяди от науки, отвлекаясь от элементарных частиц и от священной нанофизики, уделяют время и этому вопросу. Они создали модель велосипеда свободную от двух самых больших «помощников» велосипедиста: гироскопического эффекта и наклона вилки переднего колеса (кастора)… и даже эта модель оказалась стабильна!

Что такое устойчивость и зачем она нужна?

Велосипедист на покоящемся велосипеде изначально находится в состоянии неустойчивого равновесия. Любое возмущение приведет к выходу из неустойчивого равновесия – в нашем случае на землю, где он будет пребывать, сколько захочет. Внизу примеры неустойчивого и устойчивого равновесий.

Но все меняется, когда велосипед едет. В этом случае, если велосипед захочет упасть, его переднее колесо поворачивается так, чтобы восстановить вертикальное положение. Причем, это возвращение заложено в саму физику велосипеда, так что райдеру, на самом деле, и делать ничего не нужно. Велосипед, разогнанный до определенной скорости (в статье приводится значение в 15-20 км/ч), может ехатьв стабильном вертикальном положении и без велосипедиста.
Из-за того, что велосипед стабилен лишь в движении, но не в покое, можно сказать, что эта система устойчива динамически.

Что помогает велосипеду возвращаться в изначальное положение?

Два эффекта, вносящих наибольший вклад – это гироскопический эффект и кастор переднего колеса.

Гироскопический эффект – эффект, возникающий во вращающихся системах, обладающих определенным угловым моментом, когда пытаются изменить направление оси вращения. Сила, возникающая в таком случае, называется гироскопической силой. Гироскопический эффект нетривиально объяснить, но его легко почувствовать. Самый простой эксперимент, который каждый из вас может поставить в домашних условиях, – это взять колесо велосипеда за ось, раскрутить и попробовать помахать им в воздухе. Вы почувствуете силу. Причем, чем больше раскрутите колесо, тем больше сила. На этой же силе основана тренировка с powerball , только система там немного оптимизированнее. Когда вы наклоняете велосипед – наклоняется и ось переднего колеса, колесо за счет гироскопического эффекта поворачивает в сторону наклона.

Кастор в нашей литературе – это угол наклона оси поворота автомобиля. Там это: caster effect , castor и т.д. Наш угол наклона рулевой – тот же кастор.


Существование кастора приводит к тому, что точка контакта переднего колеса находится за воображаемой точкой пересечения линии вилки и земли. Это приводит к так называемому «следу» или trail переднего колеса. Эффект от такой геометрии вы можете наблюдать на тележках в ашанах: колесо всегда стремится волочиться за тележкой. При стабилизации это проявляется в том, что при наклоне велосипеда переднее колесо стремится «провалиться» в сторону наклона велосипеда, тем самым, поворачивая колесо в сторону

А что если?..

А что если убрать эти два эффекта? J. D. G. Kooijman, J. P. Meijaard, Jim M. Papadopoulos, Andy Ruina, и A. L. Schwab собрали модель велосипеда, в которой оба эффекта отсутствуют – two-mass -skate (TMS ).


Они сильно уменьшили след колеса и перевернули его задом наперед, уменьшили размеры колес и добавили вторичные, которые крутятся в другую сторону, чтобы исключить гироскопический эффект.

И как видно из видео, модель все еще оказывается стабильной!

А выводы достаточно размыты. Во-первых, если исключить кастор и гироскопический эффект, то силы, которые могут стабилизировать велосипед, должны возникнуть из взаимодействия колеса с поверхностью при движении. Во-вторых, хоть кастор и гироскопический эффект и не обязательны, их нельзя рассматривать изолированно, т.к. со слов авторов можно построить системы, которые при наличии только одного из эффектов окажутся нестабильными на любых доступных человеку скоростях. Т. е.для стабильности важно взаимодействие этих двух эффектов. Это значит, что нет универсальных схем для всех типов байков, что дает большой простор для производителей и маркетинга.

Ps . Когда разбирался в этой статье, наткнулся на обширную на EnWiki про вело- и мотодинамику, о том, какие силы влияют на движение байка, про разные эффекты, геометрии и т.д. с количеством ссылок > 50. При желании могу пересказать ее по частям сюда.

Хью Хант Кембриджский университет

Правообладатель иллюстрации Getty

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).

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.

Правообладатель иллюстрации Tejvan Pettinger Image caption 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.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption 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.

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.

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.

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.

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.

• 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.

Велосипед становится модным явлением. Все больше людей мечтают заняться велоспортом, обсуждают, какие велосипеды лучше, какие хуже, какие тормоза тормозистее. Интернет полон информацией о том, как правильно сделать выбор. Однако почему-то никто не пишет, почему не нужно заниматься велоспортом. Почему многочисленные новоявленные вело-владельцы чаще всего держат свой велосипед в гараже или на лоджии? Постараюсь восполнить этот информационный пробел, тем более, что с вопросом "про велосипед" ко мне обращаются достаточно часто.

Цель статьи - подготовить новичка к возможным проблемам, о которых он даже и не предполагает, принимая решение о покупке велосипеда.

Сразу отмечу, что статья эта больше шутливая, далеко не все перечисленные причины будут актуальны лично для вас, все мы живем в разных городах и в разных условиях, но, как говорится, в каждой шутке есть доля шутки. Итак, приступим:

1) Проблема выбора велосипеда - начнем с того, что первые неприятности вас ждут еще в магазине, куда вы придете покупать велосипед. Это раньше, советское правительство беспокоилось о здоровой психике своих граждан и под каждую задачу выпускался 1-2 товара. Нужен большой и прочный велосипед - вот вам Урал. Нужен складной для города - Кама. Теперь глаза разбегаются и наступает паника выбора. А после покупки - психологическая травма, а может быть стоило добавить еще 40 баксов и купить чуть подороже? А вдруг у купленного скоростей меньше, чем у соседа? Но, как и в случае с фотоаппаратом, марка велосипеда и его оснащение для 99% покупателей в последствии не играют никакой роли, если оценивать с точки зрения накатанных километров и полученного результата в виде наработанного или утраченного (кому как повезет) здоровья.

2) Проблема хранения - велосипед занимает достаточно много места и хранить его в квартире неудобно (неудобнее только виндсерфинг). У велосипеда есть много торчащих штучек и самые неудобные из них - это не руль, а педали. После снятия переднего колеса руль легко крутится в любую нужную сторону, а вот педали зацепят все на своем пути, пока вы будете тащить велик с балкона на лестничную площадку. А потом впихивать его в лифт на радость соседям, испачкав стены.

3) Проблема мест катания - встанет сразу же, как только вы вытащите велосипед из подъезда. Это на первых порах вам будет достаточно проехать пару километров, чтобы поставить отметку - покатался, получил заряд бодрости. Как только войдете в форму, вам будет нужно накатывать 15-20 км за один раз. Не удивляйтесь, посчитайте сами - человек пешком проходит за 1 час 5 км, поэтому на велосипеде за тот же час вы должны проехать как минимум в 2-3 раза больше. Пусть будем считать туда-сюда, получается 7-10 км в одну сторону. Выгляните в окно, вы знаете, куда ехать?

Итак, поехали.

Куда бы вы не поехали, вам все равно рано или поздно придется выехать на автомобильные дороги.

4) Моральная травма от проезжающих мимо Камазов, автобусов и других водителей вам гарантирована. Есть определенная категория, которые считают личным долгом проехать как можно ближе к велосипедисту. По крайней мере на первых порах, пока не выработалась психологическая устойчивость.

5) Помимо моральной травмы вам придется подышать выхлопом от автотранспорта , если вы конечно живете не в Астане, где ветер успешно борется с этой проблемой.

6) Если вы рискнете ехать по тротуару, то получите моральную травму от общения с пешеходами (в данном случае заслуженную). В общем, на тротуаре безопаснее для вас, но хуже для окружающих, на дороге все наоборот. А велодорожки на наших просторах пока еще редкость.

7) Следующая моральная травма будет получена сразу же, как только вы увидите кого-нибудь из опытных велосипедистов. У женской половины эта моральная травма может оказаться несовместимой с велосипедной жизнью и касается она специализированной спортивной одежды. Атрибут этот важен не только с точки зрения эстетики. Правильно экипированный велосипедист вызывает больше уважения со стороны других участников дорожного движения, что существенно повышает вашу безопасность. Не говоря уже про то, что правильная экипировка делает катание удобнее и приятнее в некоторых местах.

8) Перейдем от травм моральных к физическим. Начав кататься, вы рано или поздно навернетесь (см. ). В итоге получите многочисленные ушибы и ссадины . Особо невезучие - шишки и переломы. Совсем больные на голову - ЧМТ. Причем не всегда вина в физических травмах будет ваша. Это может быть и внезапно открывшаяся дверь автомобиля, или побежавший через дорогу кот.

Но даже если вы не упадете, вы все равно обдерете себе ноги об педали велосипеда.

9) И если по предыдущим пунктам сильная половина человечества может возразить, мол шрамы украшают мужчину, то грязь точно не украшает никого. Если были лужи, если был дождик, просто сырая земля или попалось стадо коров перед вами - в случае отсутствия заднего крыла (обычно) рисунок грязи на вашей спине очень много расскажет подготовленному зрителю.

Это была веселая поездка по старо-австрийской дороге.

Если вам повезло, и лужи выдались особо глубокими, а дождь - сильным, тогда грязь добавится на вашу фасадную часть, и лицо не окажется исключением. Если конечно у вас нет переднего крыла, а его у вас точно нет.

10) Забегая чуть вперед, если вы покатались по грязи, перед вами встанет проблема мытья велосипеда . Велосипед - это не машина, содержит массу мелких частей и мыть его самостоятельно сложно. В ванну не засунешь. В подъезде не сполоснешь. Но автомойки берутся за дело и могут помочь в этом вопросе, иногда даже бесплатно. Обычно я "рассчитываюсь" короткой лекцией о своем велосипеде.

11) Поэтому мы будем стараться ездить в сухую погоду. Решение правильное. Потому что грязь в сухую погоду найти нелегко. А вот мошкару - без особых проблем. Обычно народ катается вечером, потому что днем жарко и все работают. В это же время появляется мошкара , которая будет залетать вам в легкие (вы же не халявщик, поэтому работаете на максимуме) и в глаза. Поэтому нужны прозрачные или очень светлые очки - напомню, катаемся-то вечером. Ну а рот придется по вечерам держать закрытым.

12) Перейдем к проблемам техническим. Отправляясь в путь нужно всегда иметь в запасе план Б - на случай, если у вас сломается велосипед, спустит колесо и вообще, все пойдет не так, как планировалось. Если ваши руки растут не совсем из того места (например, вы не умеете ремонтировать камеру в полевых условиях) нужна машина-техничка , причем такая, в которую ваш велосипед точно влезет.

13) Человек на двухколесном агрегате привлекает внимание четвероногих друзей . И хотя на моей практике мне не приходилось встречать велогона с обкусанными ногами, встреча со стаей собак, охраняющей какую-нибудь промышленную базу обещает массу неприятных эмоций. Можно ездить с травматиком, только не факт, что вам хватит времени его достать.

14) Но еще более опасно пристальное внимание со стороны двуногих друзей . Особенно, если вы женщина. Здесь травматик может быть даже более актуальным, чем в случае с собаками. Если посмотреть на несколько причин выше, то отмечу из опыта - профессиональное снаряжение на велосипедисте существенно снижает желание двуногих пообщаться с вами, попросить покататься или пообсуждать какие тормоза лучше.

Итак, будем считать, что вы приехали домой. Это было начало сезона и это был ваш самый первый длинный выезд в жизни. Добро пожаловать в мир ярких и незабываемых впечатлений . В зависимости от того, занимаетесь ли вы другими видами спорта и как часто, ощущения будут различаться в той или иной мере, но, по собственному опыту и опыту знакомых, они гарантированно будут.

15) На первых порах у вас будут болеть:
- ноги, потому что вы ими крутили педали. В зависимости, от того, как крутили, будут болеть разные части ног;
- кисти, локти и плечи, потому что как ни странно, но на руки тоже приходится часть нагрузки. И чем ниже расположен руль (тем меньше сопротивление воздуха), тем больше будут болеть верхние конечности и все, что с ними связано.
- колени, если неправильно отрегулирован/подобран велосипед;
- шея, если руль наклонен очень низко, и, чтобы рассмотреть дорогу, приходится задирать голову;
- в солнечную погоду у вас сгорят руки, ноги, шея, лицо, уши;
- при случае вас обкусают комары в те же самые места, которые одновременно с этим обгорят;
- кроме того, вы сотрете нежные офисные ладошки об жесткие велосипедные ручки;
- а самые восхитительные ощущения у новичков проявляются там, где сходятся ноги и соединяются с тем местом, из которого они растут. Часовое прыганье на жесткой седушке велосипеда оставит неизгладимые впечатления. В очередной раз совет - покупайте профессиональное обмундирование, а на седло натягивайте специальные подушки-умягчители. Не спасет, но последствия слегка сгладит.
16) И в итоге, после всех этих мучений, у вас неожиданно увеличится размер бедра и/или ягодиц и если вы девушка - придется пересматривать весь гардероб.

Я описал далеко не все негативные моменты, которые ожидают вас, если вы решитесь вдруг сесть на велосипед. По этой причине я, например, в последнее время, в качестве регулярной кардионагрузки предпочитаю велосипеду бег. А велосипед беру только для целевых выездов на природу.

Считается, что в сохранении баланса велосипеда важнейшую роль играют два механизма. Первый - автоматическое подруливание: если велосипед наклоняется в какую-то сторону, переднее колесо само поворачивается туда же; начинает поворачивать весь велосипед, и центробежная сила возвращает колесо в начальное положение. Оно также возвращается и при езде по прямой, после случайного отклонения в сторону. Такое подруливание связано с конструкцией передней вилки, оси вращения руля: если мысленно продолжить ее вниз, то она пересечется с поверхностью земли перед точкой, в которой ее касается само колесо - между ними появляется угол (кастор), оказывающий стабилизирующий эффект и при возникновении направленных в сторону сил колесо стремится вернуться в исходное положение. Второй механизм связывают с гироскопическим моментом вращающихся колес.

Все довольно просто - однако американский инженер Энди Руина (Andy Ruina) с коллегами взялись опровергнуть оба утверждения. Они сконструировали велосипед, в котором эффекты и того, и другого механизма нивелированы. В отличие от всех «настоящих» велосипедов, у этого переднее колесо касается опоры перед точкой пересечения с нею оси передней вилки, что «отменяет» действие кастора. А кроме того, и переднее, и заднее колеса связаны с двумя другими, вращающимися в обратную сторону и тем самым обнуляющими гироскопический эффект.

Конечно, внешне вся эта машинка напоминает скорее какой-нибудь кастом-байк (читайте о них: «Не спеша«) или даже самокат, а не традиционный велосипед: колеса маленькие, седла нет… Но тем не менее, конструкционно это, все-таки, велосипед, с которым можно экспериментировать. Взять и подтолкнуть - и посмотреть, как быстро он упадет на бок! Как ни удивительно - не так уж и быстро; по сути, равновесие он держит не хуже обычного велосипеда, он даже демонстрирует то же автоматическое подруливание.

По результатам эксперимента авторы делают однозначный вывод: оба эффекта - и кастора, и гироскопа - играют важную роль в сохранении баланса едущего велосипеда, но оба они не являются критически важными для него. Заметим, что конструкции велосипедов без гироскопического момента уже тестировались ранее, но опровержение важнейшей роли кастора в сохранении баланса велосипеда проделано впервые, и весьма наглядно.

Так отчего же велосипед не падает? Видимо, ключевую роль в этом играет особое распределение нагрузки: центр массы в передней части расположен существенно ниже, чем в задней. В результате переднее колесо заваливается быстрее заднего, а поскольку они жестко связаны по вертикальной оси, переднее колесо вместо того, чтобы просто наклониться набок, разворачивается в ту же сторону, выправляя положение велосипеда.

Довольно распространенный вопрос, который волнует и детей, и взрослых – это почему велосипед не падает . Действительно, езда на велосипеде и умение держать равновесие видятся как некоторая фантастическая супер-способность. Устойчивость велосипеда объясняется несколькими фундаментальными физическими законами. Однако, всё ли так просто, как кажется на первый взгляд?

Любой велосипедист начинает свой путь с того, что . Велосипед сам по себе очень неустойчив. Даже самая широкая резина не придаст ему большей устойчивости. Для того, чтобы научиться кататься, нужно . Что это значит? Это значит, что юный (или не очень) велосипедист должен настолько хорошо научиться взаимодействовать с великом, что в момент отклонения от точки баланса организм автоматически выполнит необходимое действие и велосипед поедет дальше. Если такое действие выполнено не будет, то велосипед вместе с ездоком упадет. Организм человека сам подбирает необходимый набор действий, что в результате некоторого количества тренировок приводит к формированию уверенного навыка катания на велосипеде.

Навык этот формируется в результате стандартных упражнений – крути педали, подруливай в сторону падения, держи руль крепче и т.д.

Если проанализировать каждое действие велосипедиста при движении, то каждое движение имеет глубокий физический смысл. Например, когда человек на велосипеде чувствует, что велосипед заваливается на бок, он начинает отклоняться в противоположный бок. Когда происходит замедление, при котором сохранять устойчивость сложнее, велосипедист набирает скорость. Этот цикл действий, которые порой остаются за гранью нашего сознания и держатся на рефлексах и позволяют велосипеду не падать .

Почему велосипед не падает с физической точки зрения

Если проанализировать всё, что было перечислено выше, то можно сделать вывод — велосипедист во время движения следует некоторым подсознательным установкам. Это и позволяет сохранять состояние равновесия. Как канатоходец с шестом, велосипедист держит баланс. В основе устойчивости велосипеда лежит два основных физических понятия . Если рассматривать вопрос с физической точки зрения, то велосипед не падает именно благодаря этим явлениям.

Первое физическое явление – это . Для того, чтобы не влезать в сложную теорию и малопонятные формулировки, описание можно сильно упростить. Вспомните, что чем меньше скорость движения велосипеда, тем сложнее сохранять равновесие. Физика объясняет это появлением момента инерции на колесах велосипеда, которое способствует сохранению вертикального положения. Явление аналогично сохранению вертикального положения вращающегося волчка – юлы. Юла сохраняет равновесие пока вращается её «юбка».

Второе явление, которым объясняют устойчивость велосипеда – это подсознательное подруливание в сторону падения . Вспомните, как учат кататься на велосипеде. Учитель всегда говорит, что если вы падаете, то нужно поворачивать в сторону падения. Если проанализировать движение взрослого опытного велосипедиста, то и он постоянно подруливает рулем при движении. Только в отличие от ученика, это подруливание составляет всего 2-3 мм. Когда велосипед начинает подруливать, центробежная сила возвращает колёса в их обычное положение и велосипедист сохраняет равновесие. Стабилизирующий эффект оказывает особенность расположения рулевого стакана . Из статьи вы узнали, что рулевой стакан расположен под углом, отличным от прямого. В итоге, если ось вращения руля продлить до земли, то она упрется в поверхность земли чуть раньше, чем землю касается само колесо. Между этими осями образуется так называемый угол. Этот угол называется кастор .

Термин кастор используется во всей механике и автомобилестроении. Благодаря такой ориентации, поворот велосипедного руля практически выталкивает падающее колесо из крена и возвращает в положение равновесия. Образно это можно представить, как постоянное «выдергивание» руля с последующим перемещением колеса в нужное направление.

Классическая теория не объективна. Велосипед не падает из-за магии?

Казалось бы, описанная теория вполне состоятельна с логической точки зрения и имеет подтверждение. Однако, не так давно коллектив независимых исследователей провёл ряд экспериментов, которые заставили усомниться в полноте имеющегося объяснения.

Они создали специальный стенд – аналог велосипеда. Ему сделали совсем маленькие колёсики, момент инерции которых минимален, и свели «на нет» влияние кастора, т.е. расположили рулевую под перпендикулярным углом к земле. Кроме того, стендовый велосипед был оборудован двумя колесами, которые вращаются в противофазе с основными и тем самым заставляют нивелировать эффект гироскопа. По классическим представлением, катание на таком велосипеде невозможно . Однако, на опытном образце было вполне возможно передвигаться. Нельзя сказать, что пилот-испытатель был сильно рад таким конструктивным особенностям. Ехать и правда было значительно сложнее и удержаться в седле оказалось непросто. Но физически это было возможно . Следовательно, имеющаяся теория не объясняет в полной мере весь физический процесс.

Ученые предположили, что помимо описанных явлений гироскопа и специфического расположения рулевой, в устойчивость велосипеда вносит вклад и развесовка. Большая часть массы ездока приходится на заднее колесо, а переднее подруливает. Значит факт наличия кастора не столь принципиален, т.к. «морда» не полностью нагружена и легко поддается управлению.

Соответственно, не сегодняшний день ответить в полном объеме на вопрос «почему велосипед не падает » нельзя. Известно, что огромный вклад в устойчивость велосипеда действительно вносят эффект гироскопа и стабилизирующий эффект подруливания. Помимо этого, важна правильная развесовка. Сосредоточение большей части массы на заднем колесе делает велосипед легко управляемым. Кроме того, велосипедист своими сложными движениями, которые не всегда заметны со стороны, поддерживает равновесие всей конструкции.

Сочетание умения велосипедиста найти точку баланса и описанных физических принципов позволяет велосипедисту держать равновесие.