Warum fällt ein rollendes Fahrrad nicht um?

[Thorsten]

Und warum? Weil sie es können .

[LidlRacer]

Zitat von Nobodyknows

Sind die nicht alle wieder voll nerdy?

Mehr Nerdiness:

Zitat von Thorsten

Hier steht nochmal was zum selbststabilisierenden "Fahrrad" ohne die Hilfe von Nachlauf und Kreiselkräften:
http://www.spiegel.de/wissenschaft/t...-a-756544.html

Noch mal zu dem merkwürdigen Teil.

Mir war zunächst unklar, wofür das Gewicht an der vorderen Rahmenverlängerung gut ist. Und damit war mir ebenso unklar, inwieweit die Erkenntnisse von diesem Spezialrad auch für ein normales Fahrrad gültig sind.

Inzwischen ist mir immer noch unklar, wofür das Gewicht an der vorderen Rahmenverlängerung gut ist. Aber nun bin ich ziemlich sicher, dass es überhaupt keine Funktion hat!
Und ich bin nun sicher, dass die Erkenntnisse von diesem Spezialrad - nämlich, dass es auch ohne Kreiselwirkung und Nachlauf von selbst gegenlenkt, wenn es in eine Richtung kippt, auch für ein normales Fahrrad gültig ist.
Um das zu zeigen, hätte man das Teil eigentlich gar nicht bauen müssen.

Kleiner Versuch, den jeder mit seinem Fahrrad durchführen kann:
Man halte das stehende Rad z.B. an Sattel oder Oberrohr fest und neige es nach links! Was passiert? Es tut genau das, was das komische Spezialteil tut: Es lenkt nach links! Offensichtlich auch ohne Kreiselwirkung, denn die Räder drehen sich ja gar nicht.
Spielt hier im Stand evtl. der Nachlauf eine Rolle, obwohl es gar nicht "läuft"?
Um das auszuschließen, heben wir das Rad in die Luft und neigen es dann wieder nach links. Was passiert? Es lenkt immer noch nach links!

Hurra!

Warum lenkt es von selbst? Weil der Schwerpunkt des gelenkten Teils (Vorderrad, Gabel, Vorbau, Lenker mit Anbauteilen) vor der Lenkachse liegt, und wenn dieser Schwerpunkt bei Schräglage sich weiter nach unten bewegen "will", lenkt er damit das Rad automatisch so, dass das Kippen durch Fahren einer Kurve abgefangen wird. Letzteres funktioniert natürlich nur, wenn es fährt.

[sybenwurz]

Zitat von LidlRacer

Es lenkt immer noch nach links!

Du kannst deinen Schwerpunkt auch woandershin verlagern, so dass du die Kiste anhebst, nach irgendwohin neigst und das Rad schlägt auf die andere Seite ein.
Fahrbar ist es dennoch, und nicht zwangsweise schlecht(er).
Schau dir Saalsporträder an wie für Kunstradfahren oder Radball.
Noch einfacheres Beispiel: rastendes Lenklager.

[Thorsten]

Bei einem Steuerrohrwinkel von 90 Grad wäre das nicht mehr der Fall, oder?

Das Kippen wird auch nur abgefangen, wenn die Zentripetalkraft groß genug ist, um das Rad auch wieder aufzurichten. Wenn nicht, dann wird das Umkippen nur verlangsamt.

Vielleicht liegt die Wirkung der nach vorne ragenden Gewichte auch darin, dass die Zentripetalkraft m * Omega² * r bei identischer Winkelgeschwindigkeit Omega durch den größeren Radius (Schwerpunkt wandert durch das Gewicht nach außen) auch größer wird und eine aufrichtende Hebelwirkung auf das gesamte "Fahrrad" ausübt?

[LidlRacer]

Wenn ich das richtig sehe, haben Saalsporträder einen besonders großen Nachlauf, weil die Gabel NICHT nach vorn gebogen ist.

Bei dem anfangs verlinkten Kopfball-Film wird das übrigens falsch erklärt.
Da heißt es, durch die Vorbiegung der Gabel entstehe der Nachlauf.
Tatsächlich entsteht der Nachlauf durch die schräge Lenkachse - die Vorbiegung verringert ihn.

[LidlRacer]

[sorry, Doppelposting wegen Serverproblem]