Помогает ли наклон (крен) включить велосипед?

Простой ответ заключается в том, что угол между передней вилкой и вертикалью заставляет силу земли создавать момент вокруг оси вращения, который поворачивает колесо в этом направлении. Это не имеет ничего общего с реальной ездой на велосипеде, и это произойдет, даже если велосипед неподвижен.

По сути, если вы проецируете ось (рулевого) вращения на все колесо, сверху вниз, она не будет совпадать с точкой контакта с землей. Когда велосипед наклоняется, восходящая (нормальная) сила от земли не находится в той же плоскости, что и ось вращения, что вызывает момент относительно этой оси.

Когда велосипед начинает поворачиваться, фрикционная составляющая контактной силы заставит силу вернуться в ту же плоскость, что и ось вращения, что заставляет колесо удерживать свое положение устойчивым.

Если вы просто наклонитесь, не удерживая руль, он автоматически повернется, чтобы сохранить общий угловой момент. Однако, если вы держите его крепко, это невозможно, и вы разобьетесь.

Я не согласен с ответом, который в настоящее время набрал наибольшее количество голосов, в котором говорится, что нормальная сила изменяется по мере наклона велосипеда.

Рассмотрим этот эксперимент: полый металлический блок в форме учебника с массой, аналогичной массе среднего студента-физика + велосипед. Корешок (переплёт) книги закруглён, как закруглённая поверхность велосипедной покрышки. Поместите блок закругленной стороной вниз на твердую гладкую поверхность в вакууме с низким трением (аналогично трению велосипедной шины). Наклоните книгу чуть-чуть вправо и толкните ее, идеально применяя силу только в одном направлении (вперед), разгоняя блок до 50 км/ч и позволяя блоку скользить самостоятельно после первоначального толчка. Что мешает блоку упасть вправо? Не так уж много... просто трение при качении стержня блока по поверхности. Он упадет и не повернется.

Что произойдет, если вы облокотитесь на велосипед, пытаясь ехать прямо?
Бывает, поворачиваешься на ту же сторону, на которую опираешься.
Да потому, что вам придется генерировать центробежную силу и откидываться назад, если вы не хотите упасть вниз. Поэтому, если вы наклоняетесь влево, вы должны повернуть налево, чтобы создать силу, которая повернет вас прямо.
Если вы слишком сильно повернетесь влево, вы в конечном итоге упадете вправо из-за того, что слишком большая центробежная сила оттолкнет вас в другую сторону.

Что заставляет что-либо двигаться по кругу? Вам нужна непрерывная боковая сила по направлению к центру. Без этого он просто будет двигаться по прямой.

Вы видели векторные диаграммы, верно? Посмотрите на себя и мотоцикл сзади. Есть вектор подъемной силы, начинающийся там, где колеса соприкасаются с дорогой, и простирающийся прямо вверх через центр масс. Если вы и велосипед едете по прямой линии, вектор указывает перпендикулярно дороге, не делая ничего, кроме поддержки вашего веса. Если вы и велосипед едете по кривой, вы наклоняетесь к кривой, и вектор также указывает на кривую. Если вы спроецируете этот вектор на землю, он будет иметь горизонтальную составляющую. Этот горизонтальный компонент вектора подъемной силы представляет собой силу, которая ускоряет вас внутрь к центру кривой. Без него вы бы не поворачивались.

Кстати, самолеты работают точно так же. Что делает крен, так это наклоняет вектор подъемной силы, так что его горизонтальная составляющая обеспечивает горизонтальное ускорение в центре кривой.

Понял?

Как теперь начать поворот, скажем, поворот налево? Вы делаете это, слегка поворачиваясь вправо , что заставляет вас падать влево. Когда вы упадете достаточно далеко влево, вы перестанете поворачивать направо, поэтому вы перестанете падать налево, и теперь вы находитесь в левом повороте.

По сути, способ удержаться на велосипеде состоит в том, чтобы начать падать вправо, повернуться вправо, и это остановит ваше падение. Аналогично для левой. Точно так же, если вы хотите упасть налево, не поворачивайте налево, поверните направо. Таким образом, перемещая точку касания влево или вправо, вы всегда можете контролировать угол крена.

Все происходит очень быстро, поэтому вы можете этого не заметить и не думать об этом, потому что всю работу выполняет ваш мозжечок.

Еще одним эффектом является гироскопическое действие переднего колеса. Если вы немного потянете правый руль на себя, колесо прецессирует, и весь велосипед наклонится влево. Это также помогает начать поворот.

Затем есть угол наклона передней вилки, который имеет еще один эффект.

если просто наклониться, руль повернется, чтобы сохранить угловой момент!

Вы когда-нибудь пробовали ездить на велосипеде, не держась руками за руль? Если вы попытаетесь двигаться не только по прямой линии, наклоняя свой вес влево или вправо, вы будете искривлять свою траекторию.

Попытайся! Я гарантирую, что никаких поездок в больницу не потребуется. Я делаю это регулярно, когда, например, пью или разминаю спину во время длительных поездок на велосипеде!

Гироскопическая сила, наклон, след и т. д. были идентификаторами теорий, почему велосипеды не падают при движении. Камбер был бы лучше. Велосипед может оставаться в вертикальном положении за счет развала, поэтому наклон является естественным выражением езды на велосипеде. Чтобы понять развал, посмотрите, как велосипед падает. Колеса удерживаются на дороге силой развала. Баланс сил на велосипеде покажет, что общая боковая сила равна весу велосипеда и углу наклона. (линейная аппроксимация) Уилсон-Джонс в 1951 году измерил угол наклона для нескольких радиусов поворота и продемонстрировал, что это соотношение верно и при движении. Таким образом, каждый раз, когда вы наклоняетесь, велосипед будет двигаться в направлении наклона. Однако рулевой механизм будет направлять велосипед в наклон и возвращать велосипед в вертикальное положение. Если вы наклоняетесь и держитесь за руль,

Чтобы переднее колесо наклонилось влево, мне пришлось бы толкнуть верхнюю часть колеса влево. Представьте, что колесо состоит из ряда сегментов, каждый из которых соединен со ступицей спицей, но не связан друг с другом. Чтобы «наклониться влево», я толкал каждый сегмент влево по мере приближения к вершине. Но это отклонило бы сегмент — он больше не двигался бы прямо вперед, а вместо этого его траектория была бы отклонена влево. После того, как колесо совершит один полный оборот с одинаковым толчком, приложенным к каждому сегменту, угловая скорость всего колеса фактически повернется влево. Здесь задействованы развал, кастер и трение о землю, но да, наклона достаточно, чтобы объяснить поворот колеса влево.

Это легко продемонстрировать. Поднимите велосипед за раму (не за руль), при желании установите его на блок, закрутите переднее колесо, затем наклоните раму в сторону.

Да. Наклон создает боковую силу, которая заставляет велосипед двигаться по круговой траектории.

Большинство людей просто поворачивают руль, когда очень медленно, и вытягивают ногу, чтобы справиться с любыми проблемами с наклоном.

Секрет наклона в первую очередь на более высоких скоростях заключается в преодолении гироскопической устойчивости вращающихся колес и перемещении их на угол поворота крена.

Оказавшись под этим углом, рукоятки «следуют», чтобы перебалансировать внутренние и внешние силы при повороте.

В самолете это называется «центрированием шара» WRT по нижней части самолета. Руль направления - это «рули». Банк самый "худой".

Более точно можно сравнить поворот самолета с поворотом на лыжах. Самолет «устанавливает свое преимущество», предоставляя большую площадь сопротивления прежнему направлению полета (путем крена), в то время как избыточная подъемная сила крыла тянет его в новом направлении . При необходимости добавляется руль направления, чтобы центрировать «мяч».