Si el asa de una bicicleta se fija y se deja libre para rodar cuesta abajo, ¿se caería?

Answer 1

Sí, caerá.

El efecto giroscópico de las ruedas giratorias suele ser suficiente para mantener el manillar recto mientras que un jinete experimentado, con las manos libres, pedalea. Pero el ciclista está haciendo pequeños ajustes en su propia posición, para mantener la bicicleta en posición vertical.

La rueda está diseñada para ser ligera, en relación con el peso del resto de la bicicleta. Como resultado, el movimiento de giro no será suficiente para mantener la bicicleta en posición vertical durante mucho tiempo. Incluso si se liberan mientras están perfectamente equilibradas, las vibraciones a medida que la bicicleta rueda por la carretera eventualmente inclinarán el centro de gravedad hacia un punto, hacia la izquierda o hacia la derecha, que está más allá del borde estrecho del neumático en contacto con la carretera. A partir de ese momento, la bicicleta comienza a caerse.

Si la colina es lo suficientemente inclinada, la bicicleta puede ir lo suficientemente rápido como para que la acción giroscópica pueda frenar la caída lateral, pero eventualmente caerá. Una moneda lanzada a veces llega a rodar por una cierta distancia en el piso antes de que se caiga. Pero con la moneda, todo el objeto está girando, y el pequeño diámetro de la moneda significa que la velocidad de rotación es relativamente alta.

Un neumático de bicicleta estándar recorre aproximadamente 7 pies por rotación, o 4 rotaciones por segundo a 20 millas por hora. Por el contrario, considerando la distancia que recorre un centavo rodante en un segundo, resulta ser de 15 a 20 revoluciones por segundo.

Answer 2

En muy poco tiempo. El eje de dirección de la bicicleta debe ser libre. Esto permite que el camino empuje la rueda delantera en alineación con la dirección hacia la que se dirige la bicicleta. Cuando la bicicleta se inclina, el centro de masa se mueve lateralmente por la acción del cuadro. Esta velocidad y la velocidad de avance se combinan para que la bicicleta se mueva en una dirección en ángulo con respecto al cuadro. El plano de la rueda delantera se alinea con este vector.

Esta característica de la dirección permite que la bicicleta se gire a sí misma. La rueda delantera está dirigida por la acción descrita anteriormente, pero no genera un momento de dirección. El momento de la dirección es generado por la rueda trasera.

Cuando una bicicleta se inclina hacia un lado, la fuerza de la gravedad empuja el centro de masa hacia la tierra. El marco evita que la masa caiga hacia abajo y, en cambio, el centro de masa se ve obligado a acelerar lateralmente. Una fuerza lateral en el suelo reacciona a esta aceleración y empuja la bicicleta hacia la caída. Si ambas ruedas están fijas, surgirán fuerzas de ángulo de deslizamiento para contrarrestar esta fuerza y ​​la bicicleta se caerá. Debido a la dirección incorporada en la bicicleta, la rueda delantera se dirige para eliminar su fuerza de ángulo de deslizamiento y la bicicleta se desvía hacia la dirección en que caería y se recuperaría.

Answer 3

Sí, mira este video de ‘Física de minutos’:

La mayoría de las bicicletas están construidas de tal manera que automáticamente dirigen sus ruedas por debajo de su centro de masa. Cuando la bicicleta se inclina hacia la izquierda, la dirección girará hacia la izquierda y viceversa.
Sin embargo, si bloquea las manijas, este mecanismo no funcionará y su bicicleta se caerá, del mismo modo que una bicicleta que no conduce se caerá de lado cuando la suelte.