Чему надо научиться, чтобы кататься на велосипеде? Например, на трехколесном. На трехколесном - учиться ничему не надо! А вот с двухколесным велосипедом все очень не просто. Сесть за руль двухколесного велосипеда и сразу поехать не удается почти никому.
Расплата за легкие, приятные поездки - разбитые локти и коленки, синяки, ушибы и ссадины. Что же означает фраза - "Я научился ездить на велосипеде!" Что надо сделать, чтобы не падать? Даже самые опытные ездоки почти никогда не могут объяснить, как сохранить устойчивое положение на велосипеде. А ответы есть, и вполне конкретные, и, конечно, обоснованные физически.
Для начала простейший эксперимент: поставим велосипед и отпустим - он упадет через 2-3 секунды; теперь поставим велосипед и толкнем его вперед по ровной поверхности - он упадет, но уже секунд через 10-15. Даже без управления катящийся велосипед намного устойчивее. А вот как им управлять?
Управляется велосипед с помощью руля (только не называйте "капитаном очевидность"). Рассмотрим положение велосипедиста, когда он, не падая и не выпрямляясь, едет по кругу.
Силы на рисунке следующие: R - реакция опоры, N - нормальное давление, P - вес тела, F - сила трения. Из этой схемы и законов Ньютона будет следовать, что радиус поворота велосипедиста будет зависеть от скорости велосипедиста и от угла наклона велосипедиста.
То есть, чем быстрее Вы едете, и чем сильнее наклонитесь, тем больше дуга Вам потребуется, чтобы повернуть.
А вот теперь самое главное!
Радиусы окружностей, по которым движется центр масс велосипеда и радиус окружности по которым движется колесо могут быть разными. То есть колеса велосипеда и ...голова велосипедиста едут по разным окружностям.
Соответственно, если поворачивать колесо ближе к голове (в сторону наклона), то велосипед будет выпрямляться, если поворачивать колесо от головы, то велосипед будет наклоняться (падать).
Вот и все искусство езды на велосипеде. Это искусство - поворачивать руль в нужную сторону, и причем на нужную величину. Чем больше скорость, тем на меньший угол надо поворачивать руль. Значит на больших скоростях управлять велосипедом легче, чем на маленьких.
Навык поворота руля вырабатывается подсознательно, поэтому когда мы едем, то даже не замечаем, что все время крутим рулем. Но проедьте по луже, а затем по сухому месту, или по сырому песочку, или по грунту, то увидите, что след заднего колеса - прямая линия, а след переднего - извилистая линия.
Удерживать велосипед - то же самое, что удерживать длинную палку на ладони. Как только палка наклоняется, мы быстро перемещаем ладонь в сторону наклона.
То же самое делаем мы и на велосипеде. Наклонились - повернули руль в ту же сторону, наклонили - повернули, наклонили - повернули. Если повернуть руль обратно от той стороны, в которую падаете, то упадете быстро и надежно.
Это была первая причина того, почему не падает велосипед. А их еще две.
