Несостоявшееся чудо

Однажды катались мы по лыжне, естественно на велосипеде, после хорошего снегопада.
Ну как катались - в основном пешком.
Причина очень простая переднее колесо не может держать прямую и постоянно едва свернув тутже зарывалось в сугроб.
Честно говоря надо было проанализировать поведение колеса, но мудрые руки опередили дурную голову и после прочтения вот этой статьи http://velopiter.spb.ru/articles/velolyja.htm сделали вот такую http://www.photoshare.ru/photo2735770.html конструкцию.
Ходовые испытания подтвердили мысли изложенные курсом Теоретической механики в институте и изложенные вот тут http://www.vipbike.ru/articles/23.htm

Совершенно очевидно что такая конструкция противоречит своему назначению. Во всяком случае в таком исполнении.

Переднее колесо съезжает с лыжни не потому что у вас руки после корпоратива трымтят. Вы сами сворачиваете с прямой для того чтобы центробежная сила вернула велосипед в вертикальное положение. Если ехать за кем то по пыльной дорожке на небольшой скорости то это виляние очень хорошо видно. На большой скорости оно не так заметно.

Так вот для поддержания равновесия нужно постоянно "падать" в сторону падения. Соответственно смысл лыжи которая "по идее" должна была обеспечивать прямолинейное движение теряется полностью.

Резюме Велолыжа это изобретение без понимания основ физики ну или как минимум без понимания способа поддержания равновесия на велосипеде.

Эксперимент был забавен этим удивительным ощущением потери равновесия при вобщем-то схожих на первый взгляд условиях движения. Самое обидное что даже теоретически не вырисовывается простая конструкция которая могла бы и обеспечить поддержание равновесия и сохранять прямолинейность движения, например по лыжне или неглубокому снегу.

я абсолютно не понимаю, как такой девайс работает.колесо ведь крутится? или его тормозом заклинили?

Колесо не крутится. Оно стоит на неподвижной лыже. В обычной жизни колесо крутится об землю. Но проблема не в этом.

Не понял, в чем проблема? Кто тут мешает рулить? Зачем вы лыжню портите велосипедами?

А идея была в том, что у лыжи площадь контакта больше и в снег глубокий она не зарывается.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Идея несёт в себе техническое протиовречие.

Сложность движения на велосипеде по снегу заключается в том, что велосипед может двигаться только змейкой, причём, чем меньше скорость тем эта змейка выраженнее, а при попытке повернуть колесо в срде в которой присутствует сопротивление, например снег или вода, тут же создаются усилия на колесе которые выкручивают руль полностью.

Идея была в прямолинейном движении переднего колеса. Но это невозможно потому что равновесие на велосипеде поддерживается именно за счёт движения по дуге. В этот момент центробежная сила возвращает велосипед в вертикальное положение и начинается движение по дуге в другую сторону.
Лыжа ещё хуже колеса ведёт себя при таком движении. Сопротивление повороту в снегу на ней гораздо больше. Идея не была в увеличении проходимости. Это невозможно по другим причинам. А вот движение по 5-10 сантиметровому пухлому снегу или непосредственно по лыжне было бы оправданной целью для такой простой конструкции.

Техническое противоречие по ТРИЗ - для того чтобы ехать вертикально велосипед должен ехать по змейке, но для того чтобы ехать по снегу велосипед должен ехать только прямо.

Пару мыслей родилось, но наверное уже к следующему сезону.

Мы не портим лыжню - это лыжники закатывают наши велодорожки.

_________________
Катаємось, бо ми того варті!

А если лыжу сделать не плоской, а из полукруглого желоба?

_________________

Гироскопический эффект о этого не появится. Но без канта начнет проскальзывать при повороте руля.

А зачем нам гироскопический эффект? =)

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Для удержания равновесия.

Теория об удержании равновесия благодаря гироскопическому эффекту от вращения колёс является мифом.

Колёса могут не вращаться, это могут быть коньки, например, но вся конструкция должна двигаться по змейке. Когда будете ехать за кем-то по прямой на маленькой скорости это легко можно увидеть.

_________________
Катаємось, бо ми того варті!

Дело не в форме лыжи.

Первоначальная идея противоречит сама себе - надо ехать прямо чтобы не зарываться в снег но надо ехать по змейке чтобы не упасть.

_________________
Катаємось, бо ми того варті!

В таком случае. ты бы одинаково хорошо удерживал равновесие как на стоящем, так и движущемся велосипеде. И не мог бы проехать по прямой линии.

Нет слов. Вот только день назад ездил по линиям на парковке. Прямым линиям, прошу заметить. И, время от времени, останавливаясь на месте.

Велосипед едет по змейке - не потому что это необходимо, а потому что удержание равновесия осуществляется, отчасти, за счет контрруления.

Не так.
Одинаково хорошо можно удерживать равновесие на велосипеде у которого очень маленькие колёса и при этом может двигаться по дуге. Это хорошо видно на примере конькобежца при прихождении поворотов - они может практически лежать на льду, его будет удерживать от падения центробежная сила, которая будет уравновешиваться силой тяжести тела. У канькобежца нет колёс.

В первом сообщении есть ссылка http://www.vipbike.ru/articles/23.htm там равновесие на велосипеде расписано.

Абсолютно по прямой линии может проехать только эквелибрист на моноцикле который будет поддерживать равновесие руками или поперечным шестом.

Прийдёт весна и можешь попробовать проехать по прямой. Увидишь насколько это труднее чем когда едишь не задумываясь и автоматически выписывая змейку.

Это были прямые линии но едишь ты по ним по змейке. Посмотри на след если он есть.

_________________
Катаємось, бо ми того варті!

Контрруление это и есть движение по змейке. Ты закладываешь дугу в сторону падения и центробежная сила возвращает тебя в вертикальное положение, потом в обратном порядке. На большой скорости по ровной поверхности равновесие поддерживается за счёт отсутствия возмущений просто так.

_________________
Катаємось, бо ми того варті!

Не одинаково совсем. Неужели ты думаешь, что те 2 кило в сумме на ободах создают хоть сколько-нибудь значимый гироскопический эффект для удержания равновесия?

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Чтобы убедится в том, какую роль играет гироскопический эффект в процессе удержания равновесия на велосипеде - можно провести простой физический эксперимент. Взять вилку с установленным колесом и хорошенько раскрув колесо - попробовать его повернуть держа вилку за шток. Сразу все почувствуете.

Т.е. играет роль и центробежная сила и гироскопический эффект. И "виляние колес на скорости" - следствие именно этого эффекта. А не мифического "резонанса".

Кстати, на коньках и лыжах равновесие удерживать сложнее чем на велосипеде (хотя при должной тренировке - ничего невозможного в этом нет, как и в стоянии на велосипеде на месте).



Ты, вообще, ответы читаешь? Два дня назад ездил. А в сюрплясе - только что в коридоре стоял.



Ага, просто так. Ничего "просто так" в природе не бывает. И равновесие "просто так" не удерживается. При езде по прямой на большой скорости - центробежная сила ничтожна. В то время как гироскопический эффект колес проявляется в полной мере.



Проведи эксперимент с колесом. И ты поймешь насколько значимый это эффект. В процессе удержания равновесия - играют роль граммы перенесенного веса, а чтобы выкрутить руку держащую вилку с колесом - нужны килограммы.

-------------
Еще такой пример: Велосипед в станке. Велосипед относительно земли неподвижен. Центробежная на него не действует. Точнее, она действует только на вращающиеся элементы (колеса и ролики). Что собственно и вызывает гироскопический эффект (точнее, не совсем так... Все несколько сложнее. Но чтобы выразится точнее, прийдется приплетать оси вращения земли и Кориолиса).

Извини, но физику ты знаешь плохо. Велосипед в станке точно также легко удерживает равновесие внезависимости от гироскопического эффекта.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Хорошо, его держит магическая сила! И отсутствующая центробежная!

Отсутвующая - т.к. для возникновения центробежной силы - велосипед должен двигатся по окружности. На станке же центробежная сила как таковая, возникает только за счет разбалансировки колес и роликов. И направлена вертикально.

Если кто еще не понял: На малых скоростях, велосипед держится преимущественно, за счет центробежной силы (потому и виляет постоянно). На больших - преимущественно, за счет гироскопического эффекта (как и на станке).

Влиянее оказывает и та и другая сила. И пренебрегать ни одной из них нельзя.

Кстати, в википедии в статье велосипед/физика - все описано более точно (хотя и не на 100% верно): http://ru.wikipedia.org/wiki/Велосипед#.D0.A4.D0.B8.D0.B7.D0.B8.D0.BA.D0.B0

Там есть и выдержки из приведенной выше статьи. И уточнения на тему гироскопического эффекта.

Да ты тролль!
Гироскопический эффект на колёсах не играет существенной роли для поддержания равновесия при езде на велосипеде - это научный факт.

Для выравнивания велосипеда используется центробежная сила которая равна произведению массы на квадрат скорости и делённая на радиус. Соответственно при увеличении скорости и неизменной массе величина необходимого радиуса растёт квадратично. Рассмотрим пример с велосипедистом массой 70 кг плюс дорогой вел 10 кг и скорость его 5 км/час. Он начал заваливаться и чтобы его удержать мы должны приложить усилие (напрмер) 1 кг в противоположенную сторону. Для этого он должен поехать по дуге примерно с радиусом 15,8 м. Эту дугу ещё можно увидеть глазами. Но на скорости в 30 км/ч радиус дуги составит уже 551 м. Если посмотреть на 10 метровый кусок этой дуги то отличие от прямой составит всего 23 мм. То есть визуально это почти прямая. И при этом усилия чтобы выписывать такую дугу можно принять "никакими"

Спор закончил.

Кто тут еще тролль.

На станке - велосипед НЕ ДВИЖЕТСЯ. О какой центробежной силе идет речь?

Поддерживать равновесие на стоящем велосипеде за счёт прыжков можно, точно как и ехать с фиксированным передним колесом или почти фиксированным как в истории с лыжей, но это трудно и глупо.

Можно и без прыжков. Сюрпляс называется. Более того, можно даже без поворота руля (но значительно сложнее).

Но на станке - на стоящем велосипеде, равновесие поддерживается почти так же как и на движущемся.



А в случае с фиксированным колесом - трудно именно из-за отсутсвия гироскопического эффекта, который значительно стабилизирует колесо.

Вообще, длинный и глупый спор... неужели у вас в дестве не было юлы? Если поставить юлу на крутящийся шарик (по типу шариковой ручки) и запустить по дуге - долго она устоит если ее не раскрутить?

О принципе относительности ты не слышал? А природа центробежной силы по твоему магия? Я то могу расписать силы в случае движения по плоскости и на станке. Показать тем самым их сходство. Да сомневаюсь, что ты поймешь.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

На роллерном станке ролики элептические! Они и возвращают до определённой скорорсти. Но вылетить с него ничего не стоит.

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=A7UFwHWSnGM&feature=related[/youtube]

Это кстати очень хорошо видно что держать равновесие там надо за счёт балансировки.

Я говорил о фиксированном руле. Оговорился. Попробуй затянуть и удерживать равновесие за счёт гироскопического момента. Только надо полную защиту тела купить. И застраховаться.

_________________
Катаємось, бо ми того варті!

Не только за счет балансировки. Принцип тот же, что и при движении по асфальту.

Начинаешь падать вправо, поворачиваешь руль вправо и переднее колесо начинает смещаться также вправо, выравнивая велосипед

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

В дополнение, думаете зачем в станке есть передача вращения на передний ролие? Если передний ролик не будет вращаться, удержаться сможет только циркач.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Ппц. Такое впечатление что тут, в самом деле, тролли собрались.

Можешь - распиши! А то тут все дураки непонятливые сидят.



Да хоть квадратные! Ты станок, вообще, видел когда-нибудь? Ролики на станках бывают круглые и конические не элептические! Т.е. немного меньшего диаметра в центре. С таких роликов несколько сложнее улететь. А элептические ролики - можно сравнивать с ездой по "стиральной доске".



Без гироскопического момента - это было бы не легче чем удерживать велосипед на месте неподвижно без существенного поворота руля. Ни о каком педалировании при такой балансировке - и речи быть не может.

Чтобы нормально удерживать равновесие на станке - сначала раскручиваются колеса/ролики и только потом можно садится на велосипед (ну, если ты не артист цирка, конечно. И не за что держатся как вышеприведенном видео). К балансировке/стабилизации только за счет гироскопического эффекта нужно привыкнуть. Но без него - это было бы доступно не каждому (у кого нет цирковых задатков).



Вот только не за счет центробежной силы (которой неоткуда взятся). А именно за счет смещения велосипеда относительно велосипедиста. Потому и сложно освоится на станке.

Ссылку на википедию, похоже, так никто и не посмотрел. Эсперимент с колесом - не провел. Смысла дальше спорить не вижу. Тем более, об очевидных вещах. Поставьте велосипед на плоские гусеницы с маленькими роликами - и сами убедитесь насколько сложнее на нем будет удерживать равновесие. Ехать будет возможно. Но намного сложней. В поворотах будет вести себя абсолютно по другому. Не будет стабильности. Сложнее будет держать на прямой.

Ладно... рассмотрим 2 случая езды на велосипеде:
1) Движение по плоскости.
2) "Езда" на станке.
Пусть в обеих случаях спидометр велосипеда показывает скороть v, растояние между центрами колес l, а вилка велосипед повернута на угол a.

1) Легко убедиться, что в первом случае велосипед будет описывать окружность радиуса r=l/sin(a). При скорости v получим ускорение v^2/r = v^2*sin(a)/l

2) Если велосипед стоит перпендикулярно роликам, а переднее колесо повернуто на угол a, то переднее колесо будет сдвигаться вдоль ролика со скоростью v*sin(a).

Сдвиг переднего колеса на растояние x даст поворот велосипеда на угол b = arcsin(x/l).
Если же велосипед повернут на угол b, то он неприменно движется вдоль роликов со скоростью v*sin(b) = v*x/l. Однако x = v*sin(a)*t (t - время).

Получаем:
Поперечная скорость влосипеда v*x/l = v*v*sin(a)*t/l. Следовательно ускорение равно v^2*sin(a)/l

Один хрен короче.

Забудь про цетробежную силу. Иногда мне кажется, что лучше бы в школах о ней вообще не говорили. Центробежная сила - красивый хак для перехода в неинерциальную систему отсчета. Все.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

+100! достали уже эти все "велосипед едет из-за гироскопического эффекта"..


нет, совершенно незначительно.

Почитал. Там как раз пишут, что гироскопический эффект не существенен.


Ну берешь подвешиваешь велосипед, раскручиваешь переднее колесо скажем до 30 км/ч и спокойно поворачиваешь руль. Там силы ерундовые в сравнении с весом ездока.

Посмотри на современные хреновые самокатики с легенькими колесиками диаметром не более 10см. Дети на них очень успешно балансируют даже на небольших скоростях.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

В станке за счёт ЭЛИПСА роликов мы получаем "жёлоб" в котором "едит" велосипед. Принцип поддержания равновесия только балансировка. Но в этой системе этого достаточно. В нормальном станке нет сильных возмущений.

Насмотрелся на станки - цирк какой-то, вообще непонятное изделие. Вероятность конретного падения процентов 50. Хорошо что скорость нулевая.


Ты представляешь какой силы должен быть гироскопический момент на оси колеса чтобы он мог удержать 80 кг на рычаге 1 м. Более того как только ось гироскопа выведена из равновессия тут же начинается прицессионный раскалбас. Имеено поэтому гироскопы "освобождены" по трём осям. И именно по этому колёса автомобилей и велосипедов стараются сделать как можно легче. Потому что гироскопический момент со связями ничего кроме вреда и возмущений сделать не может. В качестве хоть какого-нибудь стабилизатора гироскоп может быть испоьзован или если его масса адексатна массе системы или если он вращается с очень большой скоростю.

http://www.youtube.com/watch?v=MiCdm5FsJpg&feature=related

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

из мира мотоциклов о том же вопросе http://moto.swissblog.ru/skazki-pro-vyi ... emost.html

_________________
Матрасничаю фрирайд..

Эй, секундочку! Собственно, с чем спорим:





Это кто такое сказал? Велосипед едет за счет того что отталкивается колесом от земли. А стабилизируется, отчасти, из-за гироскопичесого эффекта.



В результате чего, велосипед наклонится на несколько градусов. Только реализовать такой эксперимент в домашних услоиях нереально.



Про поворот с использованием контрруления - тоже прочитал?



А теперь посмотри на то КАК они это делают. И попытайся проехать на таком самокате по прямой. Потом на скорости за 30. Сможешь ли ты его стабильно удерживать?

Это возможно. Но с непривычки сложно.



http://ru.wikipedia.org/wiki/Эллипс

Ролики же - имеют форму двух конусов /[url]http://ru.wikipedia.org/wiki/Конус[/url]/ соединенных вершинами.



Только почему то, спортсмены с них падают крайне редко. Мистика да?



А он и не должен удерживать! Но помогает стабилизировать.



Это в случае, если он является единственным и основным стабилизатором. На велосипеде же, основным стабилизатором, является вестибулярный аппарат человека. А гироскоп - только одним из вспомогательных факторов (так же как и центробежная сила, положение колес и т.п.).





Кстати, верно все про геометрию написано. Но геометрия, тоже, является одним из вспомогательных факторов помогающих вестибулярному аппарату человека управлять двухколесным транспортом. Только к удержанию рвновесия на прямой - существенного отношения не имеют. Хотя в малейшем повороте - все ньюансы геометрии сказываются моментально.

Прочитал. Знаешь, про некомпетентость русскоязычной википедии уже анекдоты ходят. Прочитай английскую версию статьи http://en.wikipedia.org/wiki/Countersteering

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Есть складные велосипедики с миниатюрными легенькими колесами. Есть шоссеры с легкими колесами и есть ашан байки с кирпичными колесищами. Что характерно, на всех держать равновесие одинакого просто.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Ты точно тролль!!!

Предлагаю считать, что именно твой велосипед удерживается значительным гироскопическим эффектом от колёс, а мой центробежной силой, которая возникает при движении по окружности.

И на этом предлагаю зафикисровать эту конкретную физическую аномалию на территории Харькова и кататься как и раньше - не задумываясь почему велосипед не падает.

Это из англоязычной вики. Их оценка вклада гироскопа при контррулении на порядок меньше смещению переднего колеса.

Ты, вообще, на разных велосипедах ездил? Или только на одном? К удержанию равновесия на велосипедах с разными колесами - нужно привыкать. Если на шоссере я себя чувствую уверенно, то на МТБ - первые несколько минут приходится привыкать к тому, что стабилизируется он по другому. И влияет тут все. И геометрия, и центробежная сила, и эффекты возникающие при вращении колес.



А ты считаешь 12%- это мало? Это десятая часть всех факторов. Которых не два и не три, на самом деле. А значительно больше.

И если у кого-то велосипед стабилизируется только за счет центробежной силы - то он циркач, которые ездит исключительно внутри шара.

Это ОЧЕНЬ мало.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Ты так считаешь? Если приблизительно прикинуть: гироскопический эффект 12%, смещение колес/ньюансы геометрии ~ 20-30%, центробежная сила (существенна только в поворотах и езда по холмам/внутри шара) ~ 5-40% (в зависимости от радиуса траектории) а остальные 40-60% - вестибулярный аппарат человека, который этим всем управляет. Не так уж и мало получается. И ОЧЕНЬ ощутимо.

Вообще, о чем мы спорим? Влияет ли гироскопический эффект на управление велосипедом?

Влияет. Насколько значительно? В зависимости от скорости и положения велосипеда относительно осей вращения земли.

За счет чего велосипед не падает? За счет вестибулярного аппарата человека. Без него - велосипед далеко не уедет.

Что влияет сильнее на управляемость велосипеда: Гироскоп, геометрия или центробежная сила? По ситуации. В зависимости от условий. (в случае с лыжей вместо колеса - сила трения. ИМХО). В остальных - положение колес относительно центра тяжести (т.е. геометрия и положение ездока).

Влияет ли на управление велосипедом центробежная сила? Влияет. Но ее влияние существенно только при езде на больших скоростях по окружности.

Что-нибудь еще?

да, но значение этой части все дико преувеличивают

вы сами ответили на свой вопрос, гироскопические силы слишком слабы, что бы заметить их в бытовых условиях.

_________________
Матрасничаю фрирайд..

короче, делаем так. берем велосипед в руки и медленно катим его вперед толкая например за седло. а потом продолжаем катить и заваливаем велосипед набок вправо. происходит чудо, руль поворачивается вправо и велоспед сам снова выравнивается. начинаем понимать что произошло. в частности - что эта сила в стопиццот раз сильнее гироскопических.

_________________
Матрасничаю фрирайд..

Сложно не заметить, а подвесить. Чтобы заметить - достаточно провести экперимент, предложенный мной еще на первой странице. Лично я, в процессе сборки велосипеда, колесо так крутил довольно долго. И не заметить энерционных сил колеса не мог.



Но недооценивать его тоже не стоит. А тем более, утверждать что его не существует.

К сожалению, велосипед не выровняется, а частично стабилизировавшись, продолжит движение по заданной дуге и упадет. Не раз так делал в детсве, когда велосипед было не жалко.

PS: Ладно, все... Я спать. Думаю, все кому вечером нечего было делать, свое мнение уже высказали. И, думаю, выяснили, что на велосипед влияет много разных сил, и сила центробежная, равно как и сила Кориолиса - лишь немногие из них.

На систему человек-велосипед действуют: сила земного притяжения, сила трения дороги, сопротивление воздуха. Все! Вестибулярный аппарат - не сила и star wars. Не выравнивает встибулярный аппарат велосипед. Нет такой физической силы.

Последний раз

Что такое гироскопический эффект? Это возникновение момента при попытке принудительного смещения оси вращающегося тела. Одним словом, то, что мы рассматривали в предыдущем разделе. Но величину гироскопического момента мы не определяли. Для приведенного примера поворачивания велосипедного колеса, например, этот момент равен произведению момента инерции колеса на угловую скорость его вращения и на угловую скорость его поворота («вынужденной прецессии»). Для простоты решим, что масса колеса 2 кг, радиус его 0,25 м и, стало быть, момент инерции, равный произведению массы на квадрат радиуса, равен 0,125 кг⋅м2. Велосипедист спокойно маневрирует уже на скорости 1 м/с, и колесо при этом вращается с угловой скоростью 4 рад/с. Угловая скорость поворота оси колеса раз в 20 меньше и равна примерно 0,2 рад/с. В результате получаем гироскопический момент, равный 0,1 Нхм. Это то же самое, если гирьку в 10 г повесить на линейку длиной в 1 м. Вряд ли такой момент чему-нибудь поможет.
В то же время едущий велосипедист, свернув всего на 10 см от прямой, если сознательно не наклонится в сторону поворота, создаст момент, равный его весу плюс полвеса велосипеда (примерно), умноженные на 0,1 м, или, грубо, 100 Нхм. Это в 1 000 раз больше, чем гироскопический момент! Вот как достигается устойчивость велосипеда.

_________________
Катаємось, бо ми того варті!

[vk]oid=21555706&id=138290317&hash=15b8e8e4418907ba[/vk]

_________________
Матрасничаю фрирайд..

Гвоздь в крышку гроба легенды о гироскопичиской устойчивости велосипеда.

В приведенной мной ссылке в расчёте усилия гироскопического момента принимается радиальная скорость поворота руля. Но очевидно что это неверно. Ведь мы рассматриваем влияние гироскопического момента на устойчивость, а не на выравнивание колеса и руля на пержнюю траекторию, и надо рассматривать именно наклон колеса относительно вертикального положения и соответственно эту угловую скорость, а она очевидно будет в десятки раз меньше и мы получим разницу между усилием который создаёт ГМ и центробежной силой не в 1000 а в 10000 раз.

Поясню на бытовом языке - величина гироскопического момента зависит от той скорости с которой вы пытаетесь вывести гироскоп (колесо) из положения равномерного вращения. И соответственно если вы будете медленно падать то вы таки упадёте и гироскопический момент будет ничтожным, а вот при повороте руля скорости более менее заметные и этот гироскопический момент можно ощутить рукой. При равновессии велосипед вообще практически не отклоняется от вертикального положения даже когда едит по дуге и накло и скорость наклона колеса минимальные, а значит ГМ ничтожен.

В ссылке на английскую вики речь идёт о вхождении мотоцикла на скорости 50 миль в час в поворот. Угол наклона и скорость падения там значительные, масса колеса более 10 кг и скорость его вращения существенная. Там этот момент, именно в наклоне под 50-60 градусов может возникать и играть существенную роль в виде 12% от поперечных усилий которые вообще возникают на колесе.

Но когда возмущающей силы нет - нет и ответного момента.

http://www.youtube.com/watch?v=pv8kCVmX1mM
Вот хороший подход =)

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Просто можно на подошву лыжни напаять или наварить вдоль колеса кабы гребешки(полоски или как их там) чтобы они не давали лыжне свободно скользить куда захочется,а держали бы движение по направлению этих полос.

гы гы. Читай с начала.


Этот способ поддержания равновесия
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=Yh-7x1IjKE4[/youtube]

и равновесие на роллерном станке - это балансировка. При нём шатается нижняя часть то есть велосипед а велосипедист находится неподвижно. При качении на велосипеде в движении от этой способности нужно процентов 10 наверное. При движении наоборот колёса стоят на условной прямой а велосипедист раскачивается из стороны в сторону. Соответственно нельзя использовать равновесие как на роллерном станке в движении.

О гироскопическом эффекте и устойчивости бицикла. 10-сантиметровые колеса на A-bike если и гироскопят, то совсем слабо. А оно едет и медленно, и быстро. И специально учиться для этого никому не надо.





[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=kVVgsQt1DK4[/youtube]

Да неужели?! Центробежная сила уже, оказывается, тоже не действует?



А балансировкой по вашему что управляет?



И очень криво.

Нет такой силы. Она искусственно вводится при переходе в неинерциальную систему отсчета.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

сегодня на паре обсуждали эту тему...поступило предложение поставить переднее на две лыжи и не иметь мозг и не разводить холивар

_________________
мой конь
Расшифровка черного ящика
Сдаем в аренду производственные площади 100/140/700/1000 м2

Гы гы. Судя по результату вы именно разводили холивар и имели мозг.

Смысл идеи был именно в небольшой лыже которая легко перносится в рюкзаке и легко монтируется и демонтируется на колесо без изменений конструкции велосипеда.

Две пары лыж обеспечат относительную устойчивость при очень широкой постановке. Интуитивно, с шириной не менее метра. При этом аппарат будет полностью неуправляемым.

Но в копилку "мозгового штурма" ваша идея подходит и была занесена туда много лет назад. Такие аппараты подходят для спуска с горы. Они имеют паралеллограмм в креплении лыж для обеспечения возможности поворота на склоне.

К холивару.
Центробежная сила - это сила инерции возникающая при прямолинейном движении тела. Любое тело без связей движется только по прямой (не вдаваясь в искривление пространства и СТО). При попытке завернуть тело с этой прямой возникает проекция этой силы направленная от центра предполагаемого радиуса поворота. Поэтому академически центробежной силы нет. Есть сила инерции. Но лучще об этом не думать а то падать начнёте.

Это не одно и то же? Хоть груздем назови.

По правилам холивара надо отрезать противнику пути к отступлению. Чтобы потом он не выкрутился типа "Ха, дураки! Они мне три дня доказывали что равновесие поддерживается за счтё центробежной силы, но мы то с вами знаем что за счёт силы инерции в безинерционной системе координат. Так что ничья!"

А люди потом падать будут!

Cекундочку! Это была твоя формулировка!

Именно поэтому я и нанёс этот предупредительный удар.

Данным подтверждаю, здесь и далее, что так называемая центробежная сила есть проекция силы инерции на воображаемую ось проведенную из центра окружности через центр тяжести системы, которая движется по дуге этой окружности.

Вышесказанное ни коим образом не увеличивает значение гироскопического момента, величина которого, как было доказано выше, ничтожно мала, составляет не более 1/1000 от центробежной силы.

_________________
Катаємось, бо ми того варті!

Ну тут без 0.5 никак не поедешь

Да! Можно вставить свои пять копеек?
1) По поводу гироскопов:
а) гироскопический эффект. Что понимается под этим словосочетанием? Есть СВОЙСТВО гироскопа сохранять свое первоначальное положение в пространстве, которое проявляется при выполнении определенных условий. Одним из условий проявления этого свойства,является то, что частота вращения гироскопа должна быть больше нескольких тысяч об/мин ( пример для моего 28 дюймового колеса: 500 оборотов=1 км, значит 50 км/ч=25000/60 = 416 об/мин (всего лишь)!!! И часто мы ездим с такой скоростью?);
б) при возникновении силы действующей перпендикулярно оси вращения гироскопа возникает явление прецессии-вращения гироскопа в плоскости, перепендикулярной плоскости образованной вектром оси вращения и вектором действующей силы (читаем теорему Резаля). Таким образом, применительно к велосипеду, при изменении горизонтального положения оси вращения колеса, в зависимости от направления, возникает незначительный эффект подруливания (прецессия)... А дальше читаем про центробежную силу (реально в руках держал 3 кг гироскоп раскрученный до 10000 об/мин, вот там все работает). И последнее, в автомобиле коленвал вращается с частотами до 8000 об/мин (ну чем не гироскоп). Вопрос: часто двигатели срывает с подушек при выполнении поворотов? Про гироскопы учил много, долго и серьезно.
2) по поводу лыжи. По моему мнению лыжа нужна для того, чтобы переднее колесо при движении не зарывалось в снег. Если обеспечить жесткое крепление лыжи к колесу, то при повороте колеса лыжа будет проворачиваться вокруг своей оси (становится на ребро) и возникнет вектор силы, направленный вдоль ребра. В результате велосипед тоже должен изменить свое направление движения (далее опять центробежная сила). Для усиления эффекта можно сделать по центру лыжи проточку и вставить стальную полосу (киль). Ну это я так, предполагаю. Хотя, если будет время, попробую завтра реализовать и проверить.
3) по моему на форуме выкладывалась ссылка на Ktrak на youtube. Там катаются с передней лыжей по снегу в горах

Не трать время. Кили я делал, дело не в этом. Дело в том что для поддержания равновессия на малой скорости надо очень быстро крутить рулём. А с лыжей на колесе это очень трудно делать. И смысл лыжи был не в том что она не погружается в снег а в том что она держит направления. То есть это и была та самая главная роковая ошибка изобретателя.

Если хотите ездить на лыже, то обеспечте ей возможность поворачиваться относительно оси колеса, т.е. лыжу закрепите к колесу через продольную ось. Простите, но я не смог все прочитать... Если до этого не додумались, то не поймете принципы движения тел в относительной нестабильности.

Вы хотели сказать относительно оси рулевой втулки?

Планирую к следующему сезону сделать, но конструкция не такая простая получается как кажется. Лыжа должна иметь "упругую" степень свободы - то есть усилия смещения ц.т на дугу для устойчивой езды не должны приводить к повороту лыжи. А поворотные усилия должны наступать после усилий необходимых для устойчивости. Второе это то что ось рулевой втулки и ось поворота колеса относительно лыжи должны быть разнесены иначе не будет микродвижения для устойчивости, т.е центр тяжести не будет уходить по дуге.

Степень свободы лыжи в поперечнике должна быть дифференцирована, ограничена от опрокидывания, а сама лыжа не должна проскальзывать при движении по кривой любого порядка. Но как при этом длина и ширина? Вопросов больше, чем теоритеских решений, т.к. все формулы получатся только имперические. Ничего другого не найдем.

Надеюсь до выкладок доказательства теоремы Пуанкаре, не дойдём.

Гриша Перельман её решил, похоже. А вот с лыжей задачка ещё та. Хотя путем подбора из тех вариантов, что уже есть, можно соорудить елемент скользящий по прямой. Но для устойчивого преодоления кривой прийдётся много чего наворотить. Правильно сказано: "несостоявшееся чудо". У вас правильное понимание задачи, но стоит ли её решать? Есть ли смысл применять комбинацию с традиционным движетелем и лыжей я не совсем понимаю. Хотя... Задача то интересная.

Извини, но мне кажется, что ты либо умничаешь, либо вообще не понимаешь, что говоришь. Скорее первое.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

А главная проблема идеи с лыжей, по моему, в невозможности повернуть руль, если лыжа хоть чуть проваливается в снег.

Траектория заднего колеса - это трактория движения центра масс велосипеда с велосипедистом.
Траектория движения переднего колеса (точнее точки, лежащей где то примерно на средине линии, соединяющей точки касания переднего и заднего колеса) - это траектория движения точки опоры.
Точка опоры постоянно гуляет влево-вправо относительно центра масс.
Когда делаем сюрпляс на велосипеде - колесо держим под углом. Зачем? - что б при подвижке вперед-назад, велосипед поворачивая, менял положение точки опоры относительно центра масс

Если мы стоим на ходулях (где касание как бы точкой), то что бы не упасть вперед или назад, мы должны постоянно подшагивать в сторону заваливания.

Хотя чего писать, тут и так все очевидно, что если бы гироскопический эфект пропал, мы может даже и не заметили бы, катаясь на веле.

Примерительно к лыже - стоит подумать как сделать подвижное сочленение ее с колесом. В смысле влево-право могла чтобы отклоняться. Вперед-назад может и колесо обеспечить. Но тут уже надо искать компомисс длинны лыжи. Сильно короткая - колесо будет зарываться в снег, и при наезде на препятствие какое , при незафиксированном тормозе, колесо с лыжой может крутануться назад.
Сильно длинная - тяжело рулить будет

_________________
где упал, там и финиш

Ну вот , все и стало на свои места. Всё вы, как я считаю, правильно понимаете. Будет желание к сл. зиме - все получится.