Question:
Pourquoi un vélo / vélo ne tombe-t-il pas s'il roule à grande vitesse?
Ahmad Farid
2010-11-10 21:51:38 UTC
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Pourquoi un vélo / vélo tombe-t-il lorsque sa vitesse est très faible ou proche de zéro et est équilibré lorsqu'il roule à grande vitesse?

Notez que ce n'est pas vraiment lié à la physique pour la plupart. Lorsque vous conduisez votre vélo, vous faites constamment de petits mouvements avec votre roue afin de l'équilibrer, et la taille de ces corrections doit être réduite avec l'élan, comme l'a expliqué @David.
[Cette question] (http://physics.stackexchange.com/q/24/) pourrait vous intéresser.
Voici un exposé intéressant sur le sujet, du point de vue de la théorie du contrôle: * «[Bicycle Dynamics and Control] [1]», par Karl Johan Åström, donné au KTH en 2006 [1]: http: // www.control.lth.se/user/karl_johan.astrom/Lectures/BikeTalkKTH2006.pdf
Hou la la!Tant de réponses contradictoires!Une chose est sûre cependant: un vélo ordinaire _ sans cycliste_ ne restera pas debout très longtemps à n'importe quelle vitesse.Le vélo ne s'équilibre pas (comme le suggèrent certaines réponses ci-dessous): le cycliste fait partie de la boucle de rétroaction.
@james large Oui, certaines des réponses ci-dessous contiennent des absurdités complètes, et la réponse de loin la plus compétente (d'Andy Ruina) a l'un des scores les plus faibles, la réponse la plus élevée étant essentiellement fausse.Bien sûr, vous vous trompez aussi: vous n'avez en effet pas besoin d'un cycliste pour stabiliser un vélo.En supposant que le vélo puisse maintenir sa vitesse (s'il a un moteur, par exemple), il peut s'équilibrer indéfiniment, comme le prouvent une multitude de jouets et de véhicules à deux roues sans pilote.
@Pirx;Oui, malheureusement, je pensais à une définition assez étroite de «vélo» lorsque j'ai écrit cela.Je sais que vous pouvez construire un véhicule à deux roues sans pilote qui se stabilise, mais le genre de vélo auquel je pensais ne restera pas indéfiniment debout si vous l'envoyez sur une pente sans cavalier humain.
@james grand Heh, je suppose que cela dépendra de la longueur de cette pente ... ;-)
Cette vidéo montre que si vous bloquez la direction d'un vélo, il devient instable: https://www.youtube.com/watch?v=tQlLl_Fbpbg Si vous libérez la direction, le vélo peut à nouveau s'équilibrer.
Dix réponses:
#1
+25
andy ruina
2012-04-05 14:26:21 UTC
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Nous avons une série d'articles sur exactement le sujet de cette discussion, mais avec une définition un peu plus étroite. Autrement dit, comment et pourquoi un vélo peut-il s'équilibrer?

En bref, comment un vélo en mouvement s'équilibre-t-il? Pour diverses raisons compliquées, il se dirige dans la même direction qu'il tombe. Et, si vous voulez excuser le langage de physique informel bâclé, à cause du chemin incurvé qui en résulte, les forces centrifuges, repoussez-le. Quelles raisons compliquées? Partiellement de la traînée (ou des effets de roulette), partiellement du moment cinétique des roues qui patinent, et partiellement d'autres effets liés à la géométrie et à la distribution des masses. Mais il n'y a pas de mécanisme nécessaire simple et unique que nous connaissons. Par exemple, notre article dans Science Magazine montre qu'un vélo peut être auto-stable sans roulette (pas de traînée) et sans moment angulaire de rotation des roues avant.

Nous avons rédigé plusieurs articles et documents justificatifs . Et nous avons dans ceux-ci une couverture assez exhaustive de la littérature. Donc, si vous voulez savoir ce que nous pensons, ce que les autres ont pensé et ce que nous pensons de ce qu'ils ont pensé, tout est là. Je ne pense pas que vous connaissiez une référence importante que nous n'avons pas examinée et décrite. Vous pouvez commencer par ma page Web http://ruina.tam.cornell.edu (ou google ruina bike ou google schwabb bike.

Le site Web comprend des photos et des vidéos, y compris simples des explications sur certaines de ces choses.

#2
+23
sigoldberg1
2010-11-10 23:47:08 UTC
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La réponse surprenante est que la stabilité du vélo moderne n'a que peu ou rien à voir avec la force centrifuge, les gyroscopes ou rien de tout cela. Recherchez «stabilité du vélo» sur Google. Les expériences montrent que l'angle d'inclinaison de la fourche avant est très important, par ex. Si la fourche est dirigée vers l'arrière, il est très difficile de rester debout à n'importe quelle vitesse.

À des vitesses plus élevées, un très léger tour des poignées déplace le vélo sous le centre de gravité du cycliste plus rapidement, de sorte que la dynamique la stabilité est améliorée. Comme d'habitude, l'expérience corrige la théorie ici.

Voir la réponse de Tristan à Est-ce que le fait de se pencher (faire des virages) aide à faire tourner le vélo? aussi pour une réponse encore meilleure

Voir le commentaire de nibot ci-dessous pour une référence à un article définitif réel.

J'ai parcouru environ 30000 kilomètres sur mes vélos au fil des ans, dont la plupart étaient en modèle mains libres, alors je vous assure que l'existence des poignées n'a pas grand-chose à voir avec la stabilité de mon vélo lorsque je je le chevauche. Le moment cinétique va dans la direction horizontale gauche; lorsque le vélo tombe, il monte ou descend légèrement. Ainsi, le changement du moment cinétique ou du couple devrait se faire dans le sens vertical. Mais c'est exactement la direction du couple que le contact avec la route ne peut pas nous offrir car il est descendu du centre de masse.
Le moment cinétique des vélos en rotation est plutôt faible dans l'absolu, mais cela n'a pas d'importance car le couple vertical pouvant être obtenu sur la route - le point le plus bas des pneus - est encore plus petit, essentiellement nul. En déplaçant le centre de masse de la personne, on peut changer la direction «quasi-verticale» autorisée dans laquelle les conditions ci-dessus se maintiennent et dans laquelle la stabilité est maintenue. Dans tous les cas, la stabilité * augmente * avec la vitesse du vélo, exactement comme le prédit la théorie du «moment angulaire».
@LubošMotl: Le vélo est passivement stable, mais il n'est pas gyroscopiquement stable.Ceci est discuté dans la réponse de nibot.
#3
+23
nibot
2011-04-15 01:18:30 UTC
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Un rapport est paru dans Science aujourd'hui qui répond à cette question exacte: Kooijman et al., Science 332 (6027): 339-342 , " Un vélo peut être auto-stable sans effets gyroscopiques ou de roulette."

Le résumé se lit comme suit:

Un vélo sans conducteur peut se diriger automatiquement pour se remettre d'une chute. L'opinion commune est que cette auto-direction est causée par la précession gyroscopique de la roue avant, ou par le contact de roue traînant comme une roulette derrière l'axe de direction. Nous montrons qu'aucun effet n'est nécessaire pour l'auto-stabilité. En utilisant des calculs de stabilité linéarisés comme guide, nous avons construit un vélo avec des roues contrarotatives supplémentaires (annulant le moment angulaire de patinage des roues) et avec son contact au sol de la roue avant en avant de l'axe de direction (ce qui rend la distance de fuite négative). Lorsqu'il est dérangé latéralement après avoir roulé en ligne droite, ce vélo reprend automatiquement sa course verticale. Nos résultats montrent que diverses variables de conception, comme l'emplacement de la masse avant et l'inclinaison de l'axe de direction, contribuent à la stabilité par des interactions complexes.

Il existe également un texte de présentation dans ScienceNOW que vous pouvez lire sans abonnement.

Voici une pré-impression gratuite à lire.

Ce problème a été résolu en 1970 déjà par E.H. Jones. Google pour «vélo impossible à ranger».
@Georg: en fait, la solution est opposée à ce que Jones a trouvé. Le vélo impossible à monter que Jones construit tente de supprimer l'effet de lanceur de sorts. Mais le récent article a montré que vous pouvez de toute façon avoir un vélo stable sans effet de roulette.
Le E.H. L'histoire de Jones (1970) est mentionnée dans un commentaire à la réponse de David Zaslavsky.
Couvert cette semaine dans New Scientist: http://www.newscientist.com/article/mg21028141.700-bike-to-the-drawing-board.html?full=true
Andrew Ruina, l'un des coauteurs de l'article cité, a écrit une réponse à cette question: http://physics.stackexchange.com/a/23283/52112.
Un discours TEDx de l'un des auteurs à propos de cet article: https://www.youtube.com/watch?v=2Y4mbT3ozcA
Vos deux liens en bas sont maintenant morts.
#4
+9
Pirx
2017-01-09 21:49:54 UTC
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Je suis désolé, mais la façon dont ce sujet est traité dans la discussion ci-dessous est un désordre complet et embarrassant. Certaines des réponses ci-dessous sont complètement absurdes, et la réponse de loin la plus compétente (d'Andy Ruina) a l'un des scores les plus bas, la réponse la plus élevée étant généralement incorrecte.

Premièrement, la réponse directe à la question initiale est l'effet d'affaiblissement de la stabilisation de la conservation du moment angulaire à des vitesses décroissantes, et il n'y a rien de plus à dire en ce qui concerne cette question.

Deuxièmement, la question plus générale de ce qui stabilise une bicyclette trouve sa réponse la plus complète dans le contenu du site Web d'Andy Ruina (qui a certes été en retard avec son message). Pour faire court, il s'agit d'un sujet non trivial, mais une analyse rigoureuse est possible avec quelques efforts, et une telle analyse a été réalisée, surtout par le groupe de Ruina à Cornell. Leur analyse de stabilité montre clairement l'effet d'un certain nombre de facteurs de la géométrie du vélo. Et, oui, bien sûr, l'angle de braquage et le râteau jouent également un rôle, ainsi que d'autres facteurs.

Je note que Ruina fournit même un logiciel ( JBike6) que les gens peuvent utiliser pour effectuer eux-mêmes de telles analyses de stabilité. Voici un exemple de sa sortie:

Illustration of JBike6 output

Nous pouvons clairement voir comment l'une des valeurs propres passe dans la région instable lorsque la vitesse du vélo est réduite. Dans ce cas, le vélo devient instable à une "vitesse de tissage" d'environ 5,3 $ \, \ mbox {m / s} $.

En général, différents modes d'instabilité sont possibles. A titre d'exemple, des modalités supplémentaires d'instabilité peuvent survenir lorsqu'un cycliste dirige le vélo. Par exemple, certains vélos de route connaissent également des instabilités à grande vitesse (appelées «oscillations à grande vitesse»), qui sont dues à l’interaction du cycliste avec le vélo. Dans ce cas, la flexibilité du cadre est un facteur important. Un de mes vélos de route a fait cela à des vitesses supérieures à environ 40 $ \, \ mbox {mph} $. Pas amusant ...

Cher @Pirx, J'ai voté pour votre réponse car elle ajoute des informations qui semblent quantitatives et qui n'ont aucun sens.S'il vous plaît, ne soyez pas désespéré que votre réponse et même celle d'Andy aient des scores bien inférieurs à ceux qui ont été votés.Il arrive parfois que des mythes plus moche obtiennent un vote favorable de masse.J'ai décliné les deux premières réponses positives de ce fil - des réponses fondamentalement fausses niant que la conservation du moment cinétique importe et devient plus importante à des vitesses plus élevées - mais même moi, avec la réputation d'environ 135000 personnes, ne suis pas un dictateur ici.;-) Vous êtes en retard à la fête, le fil de discussion a été beaucoup lu au début.
@Luboš Motl Oh oui, je comprends.Cependant, je pense que nous devrions essayer de propager des réponses de meilleure qualité, du moins à long terme.Je ne me soucie pas trop de savoir si les gens votent spécifiquement * mes * réponses autant que je me soucie des gens qui signalent * bonnes * réponses en votant pour celles-ci.Dans ce fil particulier, c'est vraiment Ruina qui mérite le crédit.
#5
+4
Mike Dunlavey
2012-01-09 00:45:54 UTC
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Lorsque vous marchez sur des échasses ou que vous patinez, vous n'équilibrez pas en faisant très attention. Vous n'êtes même pas équilibré, vous êtes continuellement déséquilibré et vous continuez à déplacer votre point d'appui pour arrêter votre chute dans un sens et commencer à tomber dans un autre.

Si vous êtes sur un vélo se déplace très lentement, vous faites la même chose. Vous continuez à déplacer votre point d'appui vers la gauche ou vers la droite pour arrêter votre chute dans cette direction. Si vous vous déplacez lentement, il faut plus de mouvement de direction pour accomplir cela, donc vous "tremblez À une vitesse plus élevée, il faut moins de mouvement de direction pour faire cela. Cela fonctionne même en l'absence de précession gyroscopique, de chasse ou d'angle de coupe. Il suffit de regarder un scooter avec de petites roues, ou un ski-bike ou un monocycle.

Maintenant, lancez l'angle d'inclinaison. Tourner le guidon vers la droite déplace le point d'appui vers la gauche, même si vous vous déplacez très lentement, ce qui aide.

Maintenant , passez à une moto à grande vitesse avec une belle roue avant lourde et gyroscopique.Quand il roule à bonne vitesse, cette chose précède, peu importe ce que les gens disent, et sa précession entre ex en fait, la bonne façon de maintenir puissamment la stabilité.

Ce n'est donc pas un accord avec une seule explication tout ou rien.

#6
+1
Wrichik Basu
2017-10-16 18:29:31 UTC
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Source

Parties importantes auxquelles accéder en cas de défaillance du lien:

Un vélo reste droit même si l'utilisateur retire ses mains du guidon, abandonnant ainsi sa capacité à diriger. En fait, un vélo n'a même pas besoin d'un cycliste: les vélos s'équilibrent parfaitement sans personne sur eux, à condition qu'ils se déplacent assez vite (entre huit et 13 miles par heure - une vitesse détendue).

Une deuxième explication peut venir à l'esprit, pour ceux qui ont appris un peu de physique au lycée: les roues qui tournent empêchent le vélo de tomber.

Les objets en rotation, comme les roues d'un vélo, sont stables et plus ils tournent vite, plus ils deviennent stables. Cet effet gyroscopique, comme l'appellent les physiciens, explique pourquoi les tops et les yo-yos se comportent comme ils le font.

Cela n’explique cependant pas la stabilité du vélo. Les roues de bicyclette sont assez légères et ne génèrent pas suffisamment d’inertie pour surmonter même une légère inclinaison. De plus, si un vélo peut rester stable sans cycliste, ce n’est que lorsqu’il avance. Poussez-le vers l'arrière à des vitesses similaires et il bascule rapidement. Si l'effet gyroscopique était un facteur contributif majeur, cela ne se produirait probablement pas.

Pour s'assurer que cet effet ne soit pas nécessaire, un groupe travaillant à l'Université Cornell a construit un vélo avec deux roues supplémentaires. Celles-ci n’ont pas touché le sol; ils tournaient simplement dans la direction opposée des roues principales du vélo, éliminant tout effet gyroscopique.

Ce vélo non gyroscopique, qui ressemble plus à un scooter, est resté autonome. De plus, une fois le vélo en mouvement, les expérimentateurs l'ont poussé sur le côté pour tenter de le renverser. Ils ne pouvaient pas; le vélo s'est corrigé.

En partie grâce à cette recherche, les physiciens ont expliqué pourquoi les vélos ne basculent pas: ils tournent toujours dans la direction de leur chute.Lorsque le vélo commence à s'incliner d'un côté, la roue avant tourne dans le même sens, ce qui empêche le vélo de tomber.Cela peut être vérifié en verrouillant le guidon afin que le vélo ne puisse pas tourner.Lorsque vous faites cela et donnez un coup de pouce au vélo, il bascule. OK, donc cette auto-stabilité a à voir avec la façon dont le vélo tourne dans le sens où il tombe.Mais pourquoi fait-il ça?

C’est là que les choses se compliquent vraiment.Plutôt qu'une simple explication, les scientifiques ont développé une formule qui détermine si un design de bicyclette aura ou non cet attribut essentiel.Dans la mesure où elle a été testée, la formule fonctionne.Malheureusement, ce n’est pas une simple équation à deux ou trois variables: il faut 25 caractéristiques différentes du vélo pour faire une prédiction.

#7
  0
David Z
2010-11-10 22:42:42 UTC
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Le concept de base (du moins, comme je l'ai entendu) est le moment cinétique. Lorsqu'une roue de vélo tourne, elle a une quantité de moment cinétique proportionnelle à sa vitesse de rotation, associée au plan de rotation de la roue. Cela le fait agir fondamentalement comme un gyroscope: il "résiste" à tout changement dans la quantité ou la direction de ce moment cinétique, dans le même sens que la masse "résiste" à tout changement dans la quantité ou la direction de sa vitesse. Cela ralentit fondamentalement le basculement du vélo au point où vous pouvez l'empêcher en appuyant sur la pédale du côté opposé.

L'article "La stabilité du vélo" (http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/fabian/pages/mainframes/teaching/teaching_files/Physics%20Around%20Us_files/vol59no9p51_56.pdf) suggère que l'élan angulaire n'a pas grand-chose à voir avec la stabilité du vélo.
Intéressant, je n'avais jamais entendu parler de cela, même si j'avais le sentiment que le moment angulaire pourrait être l'une de ces explications populaires mais incorrectes (comme l'effet Bernoulli avec des ailes d'avion). Bien que je ne prétende certainement pas que c'est le moment cinétique à lui seul qui maintient le vélo en place, mais seulement qu'il facilite le maintien de la stabilité par d'autres effets.
L'explication de l'inertie gyroscopique n'explique pas vraiment pourquoi ces scooters aux roues vraiment minuscules peuvent rester debout. Cela a tout à voir avec l'angle de la fourche. Si vous vous penchez vers la droite, l'angle entre la fourche et le point de contact avec le sol fera tourner la roue vers la droite. Cela entraîne à son tour le vélo à tourner à droite, ce qui, à partir du cadre de référence maintenant en rotation du vélo, provoque une force centrifuge vers la gauche qui redresse le vélo.
Je pense que votre réponse est correcte et je ne comprends pas les votes négatifs. Disons-le autrement: pourquoi est-il si difficile de rester debout sur un vélo stationnaire par rapport à quand il se déplace? Parce que ses roues tournent et qu'il y a beaucoup de beau moment angulaire. Ce point convaincra les gens si vous le modifiez dans votre réponse.
nous avons tous les deux tort - je suis choqué. Le Dr Hugh Hunt de Cambridge a écrit un article, "sur l'insignifiance de l'effet gyroscopique lorsque l'on fait du vélo" et démontre que c'est le "sentier" qui compte le plus.
Cher @David,, je viens de vous donner +1, après plus d'un an lorsque vous l'avez écrit. Je ne crois pas une lettre au sujet des commentaires selon lesquels la stabilité du vélo n'a rien à voir avec le moment cinétique. Votre réponse est parfaitement valable et je vais également rejeter toutes les «réponses alternatives» absurdes de la science-pop, même si cela se bat contre les moulins à vent dans ce cas.
@LubošMotl Je suis également un peu dérangé par cela. Si vous prenez l'un de ces scooters avec de minuscules roues dont parlait John McVirgo et que vous le poussez très fort, je * pense * que ce serait instable, mais si vous le faites avec un vélo normal avec de grandes roues, cela ira de pair dans un st. ligne pendant un moment. Si le scooter est en effet instable, ce serait une preuve supplémentaire en faveur du moment cinétique étant un élément clé. Malheureusement je n'ai pas de scooter ...
@LubošMotl DrHugh Hunt n'est pas un cinglé - il travaille au département d'ingénierie de l'université Trintiy de Cambridge et a effectué des expériences sur des vélos avec des roues rotatives supplémentaires attachées http://www2.eng.cam.ac.uk/~hemh/gyrobike.htm. Il conclut que le moment cinétique joue un petit rôle dans la stabilité d'un vélo.
Cher @John,, je m'excuse mais je ne suis pas d'accord avec la déclaration que vous faites à son sujet. La page est complètement illogique. Il prétend que si vous affaiblissez ou inversez le moment cinétique des roues, l'effet gyroscopique ne fonctionnera pas. Mais cela fonctionne même avec le signe opposé. Le moment cinétique est assez grand - comme le savent tous ceux qui tenaient et essayaient de "précesser" une roue en rotation - et les changements de $ \ vec L $ nécessaires pour que le vélo tombe se font dans la direction verticale, exactement ce que le contact avec le road ne peut pas fournir car le point de contact est verticalement en dessous du centre de gravité.
@Lubos, il n'y a pas besoin de vous aploguer puisque vous êtes généralement un gars patient et poli. DrHugh Hunt dit que le moment cinétique joue un rôle, mais aussi d'autres facteurs plus importants. En d'autres termes, pourquoi les cyclistes expérimentés peuvent-ils garder leur vélo droit lorsqu'ils sont à l'arrêt? Pourquoi la plupart des cyclistes sont-ils capables de rouler à des vitesses très lentes où le moment cinétique est négligeable? Ne s'agit-il pas simplement d'orienter le vélo, comme tourner la roue avant, de manière à modifier les forces et couples externes qui agissent sur / autour du centre de gravité?
@Luboš Motl Vous voudrez peut-être jeter un coup d'œil au message que je viens d'ajouter.
#8
  0
oneat
2010-11-10 22:43:04 UTC
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La réponse est "Force centrifuge"

Plus votre vitesse est plus grande que cette force est aussi.

Vous pouvez remarquer que lorsque vous dirigez à gauche, vous faites la pente de votre vélo sur côté gauche. Et la force contrifuge ne vous laisse pas tomber (lorsque votre angle de braquage est constant à l'extrémité, le vélo fera un cercle). Ensuite, lorsque vous faites tourner votre vélo plus à gauche, votre vélo revient à l'équilibre parce que vous augmentez cette force (cela vient de l'équation).

Lorsque votre vitesse est plus petite, la force contrifuge est plus petite et le vélo est plus difficile à diriger, donc vous pouvez tomber plus facilement.

C'est une réponse très trompeuse: il n'y a pas de "force centrifuge", juste une pseudo-force centrifuge dans un cadre rotatif. Lorsque vous regardez un vélo, vous ne considérez généralement pas un cadre rotatif, et même si vous le faites, comment reliez-vous la vitesse de rotation du cadre, conduisant à un terme centrifuge à la vitesse du vélo?
Je pense que la force centrifuge est correcte. L'inertie de l'objet «essaie» de maintenir l'objet en mouvement en ligne droite, la même chose qui se produit lorsque vous balancez un rocher attaché à une corde.
@Adrian: vous dites "inertie" parce que ... il n'y a pas de force ... Dans le cas de la corde, la corde fournit une force centripète.
Si vous vous déplacez dans une voiture et que la voiture fait un virage serré à gauche, la force que vous ressentez peut s'expliquer soit par une inertie, soit par une force centrifuge. Inertie: votre corps tente de continuer à aller en ligne droite, force centrifuge: le frottement entre les roues du soin et le sol agit comme une force centripète sur la voiture.
Cette réponse mérite plus de crédit que les votes négatifs ne lui en ont donné.Comme le dit Andy Ruina, la force centrifuge fait partie de la réponse.La force centrifuge est une pseudo force.La gravité aussi.Ils existent et sont nécessaires pour obtenir des réponses correctes lorsque vous travaillez dans un cadre de référence non inertiel.
#9
  0
Adrian Mester
2010-11-10 23:32:37 UTC
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La réponse de oneeat est correcte (j'aurais fait un commentaire mais je pense que je vais avoir besoin de plus d'espace)

Imaginez un vecteur (ligne) commençant à votre centre de gravité. La ligne représente toutes les forces agissant sur vous. Lorsque vous êtes immobile, la direction de la ligne est droite vers le bas (la gravité est la seule force présente).

Pour ne pas tomber quand vous êtes immobile sur un vélo, vous devez garder le point où la ligne croise le sol (appelons-le le point A ), entre les deux roues du vélo. Si vous ne le faites pas, vous commencerez à basculer.

Lorsque vous vous tenez immobile, la seule façon d'affecter ce point est de déplacer votre centre de gravité, ce que vous faites en déplaçant votre poids.

Maintenant, disons que vous déménagez. Si vous vous déplacez en ligne droite, à vitesse constante, tout est pareil, la seule force qui agit sur vous est la gravité. Mais si vous changez de direction, vous obtenez une force centrifuge (comme on l'a correctement souligné), la même que celle que vous obtenez lorsque vous faites un virage serré dans une voiture se déplaçant à grande vitesse. La valeur de cette force est proportionnelle à votre vitesse, votre poids et la vitesse du virage.

Cette force centrifuge s'ajoute à la gravité et change la direction de la force résultante agissant sur vous.

Vous vous souvenez du point A ? Si vous faites du vélo et qu'il commence à s'incliner vers la droite, le point A commence à se déplacer vers la droite et les vélos s'inclinent encore plus, etc. Mais, vous savez instinctivement de tourner votre vélo vers la droite. Cela provoque l'apparition d'une force centrifuge, pointant vers la gauche). Si le point A est toujours entre vos roues, vous allez bien.

Si vous vous déplacez lentement, la force centrifuge est faible, vous devez donc prendre le virage plus brusquement pour compenser. Si vous vous déplacez rapidement, il vous suffira peut-être de pousser légèrement votre vélo pour compenser.

C'est expliqué plus en détail ici. (J'ai en fait pensé à le chercher dans wikipedia seulement après avoir écrit cette réponse, je n'ai pas le temps de lire l'article maintenant, j'espère que je ne me trompe pas trop)

Ensuite, vous devriez penser à lire wikipedia plus en détail. Et ceci: "vous obtenez la force centrifuge (comme on l'a souligné correctement)" n'est en aucun cas vrai: imaginez-vous dans le cadre inertiel en mouvement avec le vélo: pas de vitesse, et alors? La réponse d'@Davis est courte mais correcte.
juste pour être un peu provocateur: vous êtes debout sur votre vélo, vous vous penchez violemment d'un côté, juste au début quelle est la direction de la force centrifuge?
Si vous vous tenez immobile, ou que vous vous déplacez à vitesse constante en ligne droite, l'effet est le même il n'y a pas de force centrifuge (il peut y en avoir une car techniquement vous vous déplacez autour d'un axe, mais dans ce cas, c'est négligeable). Avez-vous réellement lu l'article de wikipedia?
@CedricH: * imaginez-vous dans le cadre inertiel en mouvement avec le vélo: pas de vitesse, alors quoi? * Dans un cadre non inertiel, nous aurons toujours besoin de parler de forces fictives pour expliquer la physique.Dans un cadre inertiel, ces forces n'existent pas et l'explication est différente.Aucune des deux explications n'est fausse.
#10
-4
Calvin Hulburt
2014-11-01 20:20:45 UTC
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La réponse est évidente à l'inspection. Malheureusement, les chercheurs ne prennent pas la peine d'examiner l'objet d'étude, mais créent des modèles mathématiques avec des hypothèses qui déterminent le résultat. La force centrifuge entraînée par la direction du vélo en arcs alternés est l'hypothèse la plus courante. Ensuite, il y a l'arrogance totale des physiciens qui ne veulent pas étudier les forces des pneus. C'est un problème d'ingénierie et la physique ne peut y répondre. Lorsqu'un vélo bascule, une force de cambrure latérale est générée sur les deux pneus, poussant le vélo dans la chute. Ce mouvement latéral s'ajoute au mouvement vers l'avant donnant un vecteur de direction incliné vers le côté de basculement. Lorsque le plan d'une roue n'est pas aligné avec la direction dans laquelle elle se déplace, un angle de glissement se forme et une force conséquente. Les forces d'angle de glissement s'opposent aux forces de carrossage mais au niveau du pneu avant, la force d'angle de glissement dirige la roue en alignement, via la traînée, avec le vecteur de direction. Cela permet à la force de carrossage de pousser l'extrémité avant vers la chute tandis que la roue arrière est pincée entre la force de carrossage et d'angle de glissement. Ces forces persistent jusqu'à ce que les roues soient alignées avec le sens de la marche. À mesure que la vitesse augmente, les angles de glissement deviennent plus petits et moins importants car le vélo reste droit sans direction et soutenu par le carrossage seul.



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