Remmen & Sturen Pagina: 2 van 3

Sturen en evenwicht bewaren

Na het trainen gaat alles vanzelf, een fiets besturen lijkt zo natuurlijk als lopen voor de meeste mensen.
Het is gemakkelijk zomaar aan te nemen dat dit type van vervoer een gecompliceerd systeem van dynamica in zich heeft, tot op de dag van vandaag verschillen de meningen van wetenschappers hierover. We weten dat het mechanisme van menselijke kracht, via de pedalen, verantwoordelijk is voor de beweging die in de fiets wordt gestart. Maar hoe gaat de fiets vooruit? Waarom blijft deze rechtop staan?

Centrum van de zwaartekracht

De meesten van ons herinneren zich de eerste experimenten om evenwicht te houden op een fiets. Evenwicht houden leren we met de eerste stapjes die we als kind maken. Het is ook een belangrijk aspect van fietstechniek op een professioneel niveau. Op het moment dat een fietser op de fiets stapt, verschuift het centrum van zwaartekracht omhoog, het lichaam en dus het gewicht verheffen zich en wordt aan het gewicht van de fiets zelf toegevoegd. De fiets met bestuurder erop is topzwaar en onstabiel als het stilstaat.

Gyroscopische werking

De geometrie van de wielen en de snelheid waarmee ze zich voortbewegen zijn ook van fundamenteel belang bij de balans. Dit is waar de term gyroscopische werking geintroduceerd wordt, het gaat over de draaiende beweging van de wielen. Sommige wetenschappers beweren dat de gyroscopische werking primair verantwoordelijk is voor de balans van de fiets. Bijvoorbeeld, een draaiend wiel is stabieler als het snel draait. Het relatieve belang van van de werkende krachten veranderen met de snelheid waarin het wiel draait. Een sneldraaiend wiel ondervindt meer zijdelingse krachten (b.v. zijwind) dus de voortwaartse beweging wordt meer beinvloed.

De stuurkenmerken zijn zowel afhankelijk van de snelheid van de fiets, als de geometrische verhouding van het frame en de wielen. Terwijl op lage snelheid de stuur-hoek van het voorwiel vrij groot kan zijn, is op hoge snelheid, boven de 16 kilometer per uur, een hoek van maar een paar graden genoeg om de fietsen de bestuurder te laten vallen.

Interessant genoeg zijn veel wetenschappers in onenigheid over de fundamenten van evenwicht bewaren en sturen. Sommigen zeggen dat een hoog centrum van zwaartekracht bijdraagt aan de stabiliteit terwijl anderen een laag centrum van zwaartekracht verdedigen. Sommigen beweren dat gyroscopische kracht verantwoordelijk is voor de stabiliteit anderen beweren juist het omgekeerde.

Verontrustend nieuws

Een serie experimenten door de wetenschapper David Jones focust onze aandacht op de belangrijkste verschillen in opvattingen onder de experts. Jones leidde het project URB, een studie naar de constructie van een berijdbare fiets. Hij wilde de gyroscopische kracht van het voorwiel opheffen door een tweede wiel, dat achteruit draait, naast het voorwiel plaatsen. De ontdekking van Jones was dat het opheffen van de gyroscopische kracht geen invloed had op de mogelijkheid de fiets te besturen en dat de algehele stabiliteit niet beinvloed was. In een ander expiriment, dit keer met een fiets zonder bestuurder, ontdekte Jones dat gyroscopische werking de fiets niet stabieler maakte. Dit wijst erop dat het centrum van de zwaartekracht (die verandert met de toevoeging of het ontbreken van de bestuurder) een belangrijke rol kan spelen. Project URB was een krachtige demonstratie want het weerlegde, het populaire denkbeeld, dat het gyroscopische effect van wielen in een stabiele beweging resulteert.

  Remmen & Sturen Pagina: 2 van 3
Klik op Verder hieronder voor de volgende pagina