จักรยานจะยืนตรงได้อย่างไร?

มันง่ายเหมือนการขี่จักรยาน … หรืออย่างที่พูดไป แต่เราจะจัดการให้ตัวตรงบนจักรยานได้อย่างไร? ถ้าใครกล้าหาคำตอบ ส่วนใหญ่จะบอกว่าเป็นเพราะ “ผลไจโรสโคปิก” – แต่สิ่งนี้ไม่เป็นความจริง

พูดง่ายๆ ก็คือ เอฟเฟกต์ไจโรสโคปิกเกิดขึ้นเนื่องจากวงล้อหมุนต้องการคงการหมุนรอบแกนของมัน เช่นเดียวกับที่ยอดที่หมุนอยู่หรือดาวเคราะห์โลกยังคงอยู่ในแนวเดียวกับแกนหมุนของพวกมัน ในขณะที่นักขี่มอเตอร์ไซค์ที่มีล้อขนาดใหญ่ หนัก และหมุนเร็วอาจสังเกตเห็นเอฟเฟกต์ไจโร แต่นักปั่นจักรยานที่เจียมเนื้อเจียมตัวทุกวันจะไม่ทำเพราะล้อเบากว่ามากและในความเร็วขี่แบบสบาย ๆ พวกเขาจะไม่หมุนเร็วพอ

หากจักรยานถีบยืนตรงเนื่องจากเอฟเฟกต์ไจโรสโคปิก สามเณรที่ขึ้นจักรยานก็สามารถผลักออกและจักรยาน – และเอฟเฟกต์ – จะทำส่วนที่เหลือ ความจริงง่ายๆ คือ คุณต้องเรียนรู้วิธีขี่ เช่นเดียวกับที่คุณต้องเรียนรู้วิธีเดิน การขี่จักรยานเป็นสิ่งที่อยู่ในใจ

ลองนึกภาพว่าคุณต้องขี่บนเส้นทางที่ราบเรียบอย่างสมบูรณ์แบบ ง่าย ๆ แน่นอน ดีไม่มี แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะขี่บนเส้นตรงแคบๆ เหมือนกับการเดินเป็นเส้นตรงอย่างสมบูรณ์แบบ แม้ว่าคุณจะไม่ได้เมาเหล้าก็ตาม ลองมัน.

ลองทำการทดลองเล็กๆ น้อยๆ นี้: ยืนบนเท้าข้างเดียวโดยใช้แขนของคุณทรงตัว มันค่อนข้างยาก แต่ตอนนี้ลองกระโดดจากเท้าข้างหนึ่งไปอีกข้างหนึ่ง การรักษาสมดุลของคุณง่ายกว่ามาก เรียกว่าวิ่ง สิ่งที่สมองของคุณได้เรียนรู้ที่จะทำคือการแก้ไขเล็กน้อยทุกครั้งที่คุณบินขึ้น เพื่อที่ว่าถ้าพูดว่า คุณล้มไปทางขวา คุณก็จะกระโดดไปทางซ้ายเล็กน้อยในขั้นตอนต่อไป

กราฟิกสมัครสมาชิกภายในตัวเอง

มันก็เหมือนกันกับการถีบจักรยาน เมื่อขี่ คุณมักจะแก้ไขเล็กน้อย หากคุณกำลังล้มไปทางขวา คุณจะเลี้ยวขวาเล็กน้อยโดยจิตใต้สำนึกเพื่อให้ล้อของคุณเคลื่อนอยู่ใต้ตัวคุณ จากนั้น คุณก็หันหลังกลับอีกครั้งเพื่ออยู่บนเส้นทางโดยไม่คิด

"โยกเยก" นี้เป็นเรื่องปกติอย่างสมบูรณ์ จะเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในกลุ่มมือใหม่ (ส่วนใหญ่เป็นเด็ก) ที่โยกเยกไปมามาก แต่นักปั่นจักรยานที่เชี่ยวชาญอาจมองไม่เห็น อย่างไรก็ตาม การวอกแวกเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้ล้วนเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการ และอธิบายว่าทำไมการเดินหรือขี่บนเส้นตรงถึงตายจึงยากนัก เพราะคุณไม่สามารถแก้ไขสิ่งจำเป็นเล็กน้อยจากข้างหนึ่งไปยังอีกข้างหนึ่งได้

การออกแบบที่ยิ่งใหญ่

มีบางส่วนที่ฉลาดมากในการออกแบบจักรยานเพื่อให้การขี่จักรยานง่ายขึ้นเช่นกัน ที่สำคัญที่สุดคือความจริงที่ว่าคอพวงมาลัย (the “หลอดหัว”) เอียงเพื่อให้ล้อหน้าสัมผัสกับพื้น ณ จุดที่อยู่ด้านหลังซึ่งแกนบังคับเลี้ยวตัดกับพื้น ระยะห่างระหว่างสองจุดนี้เรียกว่า "ทาง"

ขี่จักรยาน2 5 25 ขนาดจักรยาน โดย Rishiyur1 ผลงานของตัวเอง เส้นทางช่วยให้จักรยานทรงตัวได้จริง ๆ เมื่อคุณขี่โดยไม่ต้องใช้มือ เพราะเมื่อคุณเอนไปทางขวา แรงที่จุดสัมผัสบนทางเท้าจะหมุนล้อหน้าไปทางขวา ซึ่งจะช่วยให้คุณบังคับเลี้ยวได้อย่างง่ายดาย และช่วยให้บังคับเลี้ยวแบบแฮนด์ฟรีได้โดยเอนไปทางซ้ายหรือขวาเล็กน้อย

แต่ผู้คนต่างสร้างจักรยานยนต์ที่มีท่อบนศีรษะแนวตั้ง และพวกเขาก็สามารถขี่ได้อย่างสมบูรณ์แบบเช่นกัน อันที่จริงมันค่อนข้างยากที่จะสร้างจักรยานที่คุณขี่ไม่ได้และ หลายคนได้ลอง.

นั่นเป็นเพราะการรักษาจักรยานให้ตั้งตรงนั้นส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับคุณและสมองของคุณ ซึ่งเป็นสิ่งที่พิสูจน์ได้ง่าย ลองยกมือขึ้นตัวอย่างเช่น คุณจะไม่สามารถเริ่มต้นได้ และถ้าคุณเปลี่ยนมือในขณะที่คุณกำลังขี่ ถูกเตือนว่า คุณจะหลุดออกไปในทันที – สิ่งที่จะไม่เกิดขึ้นหากมันเป็นเอฟเฟกต์ไจโรสโคปิกที่ทำให้คุณตั้งตัวได้

{youtube}MFzDaBzBlL0{/youyube}

ตัวตลกและนักแสดงข้างถนนขี่จักรยานด้วย พวงมาลัยเกียร์ถอยหลัง. ต้องใช้เวลาหลายเดือนในการฝึกฝนเพื่อเรียนรู้วิธีขี่จักรยานแบบนี้ และทั้งหมดนี้คือการไม่เรียนรู้วิธีขี่จักรยานแบบธรรมดา มันวิเศษมากที่สมองทำงานอย่างไร

ไจโรสโคปิกเอฟเฟค

แต่แล้วเอฟเฟกต์ไจโรสโคปิกที่ฉันอ้างถึงก่อนหน้านี้ล่ะ? แน่นอนมันช่วยได้นิดหน่อย? ก็ไม่หรอก … เว้นแต่คุณจะไปเร็วมาก มี การสาธิตที่มีชื่อเสียง ที่ดูเหมือนจะแสดงให้เห็นว่าล้อจักรยานได้รับผลกระทบจากไจโรสโคปิกจริง ๆ อย่างไร แต่ถ้าคุณ ทำผลรวม คุณสามารถแสดงให้เห็นได้ว่าเอฟเฟกต์ไม่มีแรงพอที่จะพยุงคุณเมื่อคุณขี่จักรยาน

เพื่อพิสูจน์ว่าไจโรเอฟเฟกต์ไม่สำคัญ ฉันสร้าง จักรยานที่มีล้อหน้าหมุนทวนครั้งที่สอง. ฉันไม่ใช่คนแรกที่ทำสิ่งนี้ - David Jones สร้างขึ้นในปี 1970. เราทั้งสองมีความคิดเดียวกัน โดยพื้นฐานแล้ว ล้อหมุนไปข้างหลังจะยกเลิกเอฟเฟกต์ไจโรสโคปิกของล้อหน้า ซึ่งพิสูจน์ว่าไม่สำคัญและสิ่งเดียวที่ทำให้คุณตั้งตรงคือสมองของคุณ นอกจากนี้ยังเป็นการทดลองที่สนุกจริงๆ ที่ใครๆ ก็ทำได้

ดังนั้นวิธีที่ดีที่สุดในการเรียนรู้การขี่คืออะไร? การได้ดูเด็กๆ หัดขี่ด้วยล้อของเทรนเนอร์ทำให้ฉันลำบากใจ เพราะทุกครั้งที่อุปกรณ์กันโคลงตัวใดตัวหนึ่งแตะพื้น ถือเป็นประสบการณ์ที่ไม่เคยเรียนรู้มาก่อน ในการวนรอบ สมองของคุณต้องเรียนรู้ที่จะวอกแวก ดังนั้น ถอดล้อฝึกออก – และยิ่งคุณวอกแวกมากเท่าไหร่ คุณก็จะเรียนรู้ได้เร็วเท่านั้น การปั่นจักรยานเป็นสิ่งที่อยู่ในใจจริงๆ

เกี่ยวกับผู้เขียน

ล่าฮิวจ์Hugh Hunt ผู้อ่านสาขา Engineering Dynamics and Vibration มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ความสนใจในงานวิจัยของเขา ได้แก่ เสียงและการสั่นสะเทือนของรางรถไฟ ไจโรสโคปและบูมเมอแรง พลังคลื่น การสั่นสะเทือนของหอระฆัง และพลังงานหมุนเวียน

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน