Вспомнился старинный спор. Почему не падают велосепидисты?
Вариантов было два:
1) Гироскопический момент колес.
2) Поперечное "Отталкивание" от поверхности дороги колесами велосипеда, используя велосипед как рычаг, а тело велосипедиста как противовес. момент инерции поступательного движения - как дополнительный стабилизирующий момент.
А почему они вообще должны падать? :)
Чтобы что-то вышло из равновесия и начало падать, проекция центра масс должна выйти за пределы зоны, ограниченной точками опоры, чтобы появился момент, опрокидывающий велосипедиста.
Но любой такой опрокидывающий момент тут же компенсируется движением руля (изменение траектории движения при движении или изменение площади опоры при неподвижном велосипеде) или изменением положения тела (изменение положения центра масс).
При этом в движении это сделать гораздо проще, т.к. как только меняется положение руля и движение становится не прямолинейным, то тут же возникает центробежная сила (повернули руль вправо и вправо же наклонились -- вышли из равновесия, однако тут же начали двигаться по дуге и возникла сила, которая стремится отклонить велосипедиста влево -- вернулись к равновесию и при этом поехали по дуге, наклонившись вправо, или же вернулись к вертикальному положению и поехали по новой прямой)
Во первых, велосепидисты падают. Иногда... Даже трехколесные. Во вторых, не падают они не только благодаря устойчивости вращения, но и тому фактору, что переднее колесо поворачивается. Предоставляя велосепидисту возможность выйти из падения путем передачи момента на теряющее устойчивость колесо.
Кажется, лет двадцать тому назад или даже больше в журнале "Наука и жизнь" была большая статья на эту тему. В той статье описывались многолетние исследования одного товарища, который заинтересовался этой проблемой и решил найти ответ. Он вначале тоже видел причину в гироскопическом моменте колес. Для проверки этого предположения он рядом с каждым колесом навесил с небольшим смещением вверх еще по одному, но вращающемуся в другую сторону. Таким образом, эти дополнительные колеса земли не касались, но суммарный гироскопический момент снижали почти до нуля. И когда сел на такой велик, то обнаружил, что ничего не изменилось. Короче, бился над этой проблемой он лет 10. А ответ оказался очень неожиданным.
Оказалось, причина устойчивости велосипедиста заключается в небольшом искривлении вилки переднего колеса вперед. Вспомните, как устроена вилка переднего колеса: она слегка изогнута вперед и поэтому ось колеса находится не на продолжении руля, а слегка смещена вперед. Чем больше смещение вперед, тем легче делать повороты, но тем труднее сохранить равновесие. И наоборот: чем больше смещение назад, тем устойчивее положение, но труднее делать повороты. То небольшое смещение вперед, которое принято сейчас - это оптимум, когда и равновесие сохранить можно, и повороты делать не трудно. Если Вам не жалко собственного велика, можете поэкспериментировать, делая вилку с большими изгибами вперед и назад.
