Pysyykö polkupyörä pystyssä

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Lukiossa ja vielä TKK:ssakin opetettiin 40v sitten, että pyörä pysyy pystyssä hyrrävoimien ansiosta? Onko tämä opetus vielä voimassa? On alkanut pikkuhiljaa epäilyttämään!!

Kommentit (3)

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
Oskari
Lukiossa ja vielä TKK:ssakin opetettiin 40v sitten, että pyörä pysyy pystyssä hyrrävoimien ansiosta? Onko tämä opetus vielä voimassa? On alkanut pikkuhiljaa epäilyttämään!!

Lienee hyrrävoimillakin tasapainon pitämiseen oma osansa. Mutta taisi olla joku vuosi sitten asiasta artikkeli Tiede-lehdessäkin.

Oleellisinta olikin etupyörän haarukan kulma.

Ehkä joku muistaa tarkemmin?

Kosh
Seuraa 
Viestejä21228
Liittynyt16.3.2005

Hyrrävoimat lienevät kohtuullisne merkityksettömiä. Syystä, että tavallisissa arkinopeuksissa renkaiden liikemäärämomentti jää varsin alhaiseksi. Kilpapyörissä taas vanteiden ja renkaiden keveyden vuoksi se jää matalammaksi vastavissa nopeuksissa, tai sitten omatakseen saman momentin, tarvii enemmän nopeutta. Jos rengas painaisi vaikka kolmisen kiloa, säteen ollessa 35 cm, sen hitausmomentti olisi pyöreästi noin 0.4 kgm². Kun renkaan kehä olisi hiukan päälle 2 metriä, niin esimerkiksi 20 metrin sekuntivauhdilla (EDIT: yli 70 km/h!) rengas pyörähtäisi vajaa kymmenen kertaa. Mikä tuottaisi yläkanttiin arvioituna 25 kgm²/s liikemäärämomentin. Mikä ei liene merkittävä.

Hyrrävoimista snekin veran, että jos ne merkittävisäs määrin pitäisivät pyörää pystyssä, ne myös yhtä lailla suurella voimalla estäisivät kuljettajaa kääntämästä etupyörää, ts. estäisivät pyörän ohjaamisen. Moottoripyöräilijät voivat testata hyrrävoimia nostamalla keulan pystyyn vaikkapa reilun 200 km/h tuntinopeuksissa ja kääntelemällä ohjaustankoa (ei kannata kokeilla jos ei ole varma taidoistaan ) Hyrrävoima tuntuu vastuksena, muttei estä merkittävästi pyörän kääntämistä.

Tosiasiasssa selitys pyörän pystyssä pysymiseen löytyy ensisijaisesti tasapainoaististamme ja motoriikastamme; kukaanhan tuskin oppii harjoittelematta pyörää ajamaan. Vaikkemme sitä taidon opittuamme missään tapauksessa tiedostakaan, säädämme tasapainoa koko ajan pienillä liikkeillä.

Mutta, kuten kaikki myös tietävät, nopeampi vauhti edesauttaa pystyssä pysymistä. Ja siihen lienee pääsyynä sekä pyörän matkustajineen itsensä liikemäärä, joka pyrkii säilyttämään suunnan ja nopeuden ennallaan, mutta myöskin tämä jo mainittu ohjausgeometria. Etupyörän akselihan on yleensä jonkin verran ohjausakselin linjan etupuolella, mistä syntyy eturengasta suoristamaan pyrkivä voima. Toisaalta kun pyörä kallistuu, tämä samainen geometria pyrkii kääntämään etupyörää kallistuksen vastaisesti, mutta ohjaa polkupyörää kallistuksen suuntaan. Samaan asiaanhan perustuu moottoripyörän ohjaaminenkin, eli kallistamalla ja/tai vastaohjaamalla saadaan aikaan pyörän kääntyminen. Kuitenkin, silloin kun tällaista vähäistä kallistumista seuraavaa suunnanmuutosta tapahtuu, siirtyy polkupyörän painopiste jälleen renkaiden tukipintojen mudostaman tasapainoalueen päälle, ja pyörän kaatuminen estyy. Pyörä kaartaa, ja pysyy tasapainossa. Tämä ilmiö antaa anteeksi aika hyvin pienet kallistelut ihan automaattisestikin pelkän fysiikna perusteella, mutta harjaantunut pyöräilijä myötäilee näitä liikkeitä tiedostamattaan, ja pysyy pystyssä vielä paremminkin. Ilmiön olemassaoloa voi testata laskemalla polkupyörän alamäkeen vapaalla, ilman kuljettajaa. Jos ja kun se meinaa jossakin vaiheessa lähteä kaatumaan, se saattaa kallistuksen seurauksena alkaa kaartaa kallistuksen suuntaan. Usein pyörä myös oikenee itsestään tällaisesta melkeinkaatumisesta, ja jatkaa matkaansa hivenen muuttuneeseen suuntaan. Asiaa voi testata myös hitsaamalla fillarin ohjausakselin kiinteäksi, jolloin pyörä kaatuu nopeasti, kuljettajan kanssakin, vaikka hyrrävoimat ovatkin ennallaan. Kannattaa käyttää kypärää testatessa.

Se oli kivaa niin kauan kuin sitä kesti.

Uusimmat

Suosituimmat