Wheelie (Вилли) - один из самых захватывающих аспектов мотоспорта, но что заставляет переднее колесо мотоцикла бросить вызов гравитации и покинуть землю?
С точки зрения физики, динамика движения мотоцикла сложна и очень изменчива, и, вероятно, больше подходит для курса физики.
Чтобы не увязнуть в деталях, мы упростили некоторые ключевые понятия, которые помогут вам понять, что происходит во время одного из самых священных маневров в мотоспорте.
Инерция
Помните Исаака Ньютона? Это ученый XVII века, который придумал законы, описывающие связь между движением объекта и действующими на него силами. Первый закон Ньютона касается инерции - сопротивления объекта изменениям направления и скорости.
Хорошим примером инерции в работе является трюк, когда кто-то вытаскивает скатерть из-под тарелок и стаканов, стоящих на ней. Но это не фокус, просто стаканы обладают достаточной инерцией, чтобы противостоять трению движущейся скатерти, поэтому они остаются на месте, а не срываются со стола.
Подобное происходит, когда вы нажимаете на педаль газа на мощном мотоцикле. Заднее колесо толкает мотоцикл вперед, но инерция массы мотоцикла говорит: "Нет, мне и здесь хорошо", и отстает. А поскольку шина прикладывает силу в точке, расположенной ниже центра масс мотоцикла, мотоцикл стремится вращаться вверх и вокруг заднего колеса.
Довольно дико, правда? Инерция - мощная сила, но это лишь одна из нескольких взаимосвязанных причин, почему байки взмывает вверх. Далее - еще один из законов Ньютона.
Реактивный момент
Третий закон Ньютона гласит, что каждое действие имеет равную и противоположную реакцию. Это верно в случае линейного движения, например при ударе мяча о землю или взлете ракеты в космос, но также справедливо и для углового движения, то есть в ситуациях, когда возникает скручивающая сила, или вращающий момент.
Возьмем, к примеру, открытие банки с маринованными огурцами. Одна рука прикладывает крутящий момент к крышке, и, согласно третьему закону Ньютона, другая рука прикладывает эквивалентный реактивный момент к банке, чтобы удержать ее от проворачивания. В какой-то момент приложив к крышке достаточный крутящий момент и трение резьбы будет преодолено, и крышка повернется от банки.
Перенесите это понимание на мотоцикл, где крышка - это заднее колесо, а банка - шасси. Когда заднее колесо вращается вперед с заданным крутящим моментом, на раму действует эквивалентный крутящий момент обратной реакции, который заставляет ее стремиться вверх. Точно так же, как крышка банки откручивается, когда вы преодолеваете трение резьбы, как только крутящий момент заднего колеса превысит силу тяжести, действующую на центр масс мотоцикла на расстоянии от задней оси, переднее колесо начнет отрываться от земли.
И хотя wheelie выглядят круто и ассоциируются с мощью и скоростью, на самом деле они представляют собой предел того, насколько сильно может разогнаться мотоцикл. Валентино Росси однажды сказал, что "wheelies - это враг". Он имел в виду ускорение, и он не ошибся. Wheelie - это не только потерянная мощность, поскольку крутящий момент используется для подъема переднего колеса, а не для движения мотоцикла вперед, но wheelie также заставляет центр масс мотоцикла подняться, что еще больше снижает возможности мотоцикла ускориться, потому что, в общем, он еще больше закручивается.
Максимальное ускорение достигается, когда переднее колесо едва касается асфальта, что как раз и наблюдается в гонках высшего уровня. Дрэг-байки опускают и удлиняют специально для того, чтобы уменьшить крены, чтобы максимизировать ускорение. С другой стороны, когда вы видите, как кто-то едет на правильном, сбалансированном по центру гравитации над задней осью колесе, ускорение вперед близко к нулю.
Момент реакции и инерция - это всего лишь две части большой ньютоновской головоломки, объясняющей, почему мотоцикл встает на "дыбы", и даже с учетом этих двух факторов существует множество переменных. Например, расположение центра масс мотоцикла играет огромную роль в том, насколько легко пройдет Wheelie. Как правило, более высокие мотоциклы с короткой колесной базой легче сваливаются вперед, в то время как длинные и низкие мотоциклы требуют гораздо большего крутящего момента для сваливания. Аналогичным образом, на более низкой скорости и на низких передачах сделать Wheelie легче, потому что крутящий момент заднего колеса - и, соответственно, момент реакции - в этом случае сильнее.
• Brand store: Москва, ш. энтузиастов 74/2
• Ровной дороги. Команда Hyperlook
Фирменная мотоэкипировка: www.hyperlook.ru
Наш Telegram-канал.
