Ang isang teknikal na kurso ay nangangailangan ng mahusay na kasanayan sa cornering. Ngunit, ayon sa physics, hanggang saan mo kayang i-tip ang iyong bike bago ka tumama sa deck?
Naguguluhan ang mga siyentipiko sa kung ano ang gumagawa ng balanse ng bisikleta mula pa noong panahon ng you olde penny farthing. Maraming mga eksperto ang nagmungkahi na ang mga umiikot na hoop na iyon ay gawing parang gyroscope ang bisikleta, ngunit hindi ito ganoon kasimple. Tinukoy ng isang grupo ng mga inhinyero mula sa Nottingham University ang 25 magkahiwalay na variable na nakakaapekto sa paggalaw ng isang bisikleta, na binanggit na, 'Mukhang hindi posible ang isang simpleng paliwanag dahil ang lean at steer ay pinagsama ng kumbinasyon ng mga epekto, kabilang ang gyroscopic precession, lateral ground-reaksyon pwersa. sa harap na gulong, ground contact point na nasa likod ng steering axis, gravity at inertial reactions…'
Ang alam ay hangga't ang isang bisikleta ay gumagalaw sa bilis na humigit-kumulang 14kmh (9mph), maaari itong manatiling patayo nang walang rider. Ngunit muli, hindi maipaliwanag ng mga siyentipiko kung bakit.
Laban sa backdrop na iyon, itapon ang dagdag na dimensyon ng isang liko at kalkulahin ang anggulo na maaari mong sandalan habang naka-corner bago ka tumama sa tarmac ay malinaw na isang kumplikadong bagay. Sa mga tamang kundisyon, posibleng makakita ng mga anggulo na 45°, ngunit paano tayo aabot sa puntong iyon?
‘Alam naming may tatlong tunay na puwersang kumikilos sa bike at rider,’ sabi ni Rhett Allain, masugid na siklista at associate professor of physics sa Southeastern Louisiana University sa US.
‘Nariyan ang gravitational force na nagtutulak sa bike at rider pababa; nandoon ang kalsadang tulak pataas, na tinatawag nating "normal" na puwersa, at may frictional force na nagtutulak sa bisikleta patungo sa gitna ng pabilog na daanan kung saan ito gumagalaw.'
Ang pekeng puwersa
Mayroon ding centrifugal force.'Ito ay may epekto ngunit ito ay isang pekeng puwersa,' sabi ni Allain. Maraming physicist ang nangangatwiran na ang centrifugal force ay hindi umiiral at ito ay isang kakulangan lamang ng centripetal force – isang papasok na puwersa ng paghila na nagsisiguro na ang bike ay gumagalaw sa isang bilog na katulad ng gravity na humihila papasok sa isang satellite upang mapanatili ito sa orbit.
Kinakalkula ito sa pamamagitan ng equation na F=mv2/r, kung saan ang F ay ang centripetal force (Newtons), m ay mass ng bike at rider (kg), v ay ang bilis (m/s) at r ay ang radius ng sulok sa metro.
‘Ang pisika ng pagliko ay ginagawa mo ito sa pamamagitan ng pagpapabilis ng radially papasok, na bumababa sa centripetal force,’ sabi ni David Wilson, emeritus professor of engineering sa Massachusetts Institute of Technology.
‘Ang puwersa ay dapat nanggaling sa mga gulong. Kailangang sumandal ang bike upang ang kumbinasyon ng reaksyon mula sa gulong at ang radial force ay naaayon sa resultang puwersa ng bike plus rider.’
Susi rin sa kung gaano kalayo ang iyong sandalan ay ang coefficient of friction, na siyang ratio ng puwersa ng friction sa pagitan ng dalawang katawan at ang puwersang inilapat sa mga ito – sa kasong ito ang gulong at tarmac.
Karamihan sa mga tuyong materyales ay may mga friction value sa pagitan ng 0.3 at 0.6, samantalang ang goma na nadikit sa tarmac ay maaaring makagawa ng figure na nasa pagitan ng isa at dalawa. Kapag ang mga ibabaw ay gumagalaw nang may kaugnayan sa isa't isa – ayon sa pagbibisikleta – bahagyang bumababa ang bilang na ito.
Para manatiling patayo ang bike, ang puwersa sa gilid (centripetal) ay dapat na katumbas ng coefficient ng friction, at ang figure na ito ay maaaring nakakagulat na malaki. Halimbawa, ang isang 70kg rider sa isang 10kg bike na nagmamadali sa 20mph sa paligid ng isang curve na may radius na 20m ay nakakaranas ng centripetal force na 316 Newtons.
Ang puwersang ito ay kailangang mabuo ng mga gulong, at kung wala ang puwersa, ang bike at rider ay magpapatuloy lamang sa isang tuwid na linya.
Gamit ang ilang kahanga-hangang trigonometric na kalkulasyon na pupunuin ang isang buong libro, ang koepisyent ng friction ay katumbas ng tangent function ng maximum lean angle.
‘Madudulas ang gulong kapag nalampasan ang koepisyent ng friction, ' sabi ni Marco Arkesteijn, lecturer sa sport science sa Aberystwyth University. ‘Maaaring ito ay dahil sa pagtaas ng friction force [dahil sa paghihigpit ng linya sa isang sulok halimbawa] o normal na pagbawas ng puwersa [dahil, halimbawa, isang depression sa kalsada].’
Ang koepisyent ng friction ay maaari ding magbago dahil sa pagbabago sa ibabaw. Iyon ang dahilan kung bakit maaaring mapanganib ang pag-corner sa isang puting linya. 'Ito ay totoo lalo na sa basa,' sabi ni Arkestijn. ‘Hindi gaanong buhaghag ang pintura kaya hindi nakakalat ang tubig.’
Timbang ng rider
Upang palubhain pa ang mga bagay ay ang isyu ng timbang ng rider. 'Ang matalino sa pisika, ang mas maliliit na lalaki ay dapat na mas sandalan,' sabi ni Arkesteijn. ‘Karaniwan din silang mas maliksi, na nakakatulong.’
Hindi gaanong katiyakan si Allain, na nagmumungkahi na habang ang timbang ng rider ay medyo mahalaga, ang higit na kahalagahan ay ang sentro ng masa ng rider-plus-bike.
‘Sa huli, iyon ang pinakamahalagang salik,’ sabi niya. Ang mas mabibigat na rider ay mas matatangkad na rider, lalo na sa pro peloton, ibig sabihin ay mas malaki ang kanilang frame size at mas mataas ang kanilang center of mass. Kailangan mo ring mag-factor sa mga kondisyon ng kalsada. Kung ikaw ay nasa limitasyon, ang isang bukol sa kalsada ay maaaring humantong sa pagkawala ng traksyon at pagkahulog.
Ang mga UK na kalsada ay minsan ay mas mahigpit kaysa sa mga pinsan sa mainland na European dahil mas buhaghag ang mga ito upang sumipsip ng ulan at maiwasan ang madulas na ibabaw. Kaya naman mas magaspang ang ating mga kalsada. Ngunit kadalasan ay mas mabunggo ang mga ito at mas malala ang kondisyon dahil sa frost damage, kaya't ang pagbibisikleta at pagmamaneho sa France ay isang ganap na kagalakan kapag ito ay tuyo.
Pagkatapos ng lahat ng iyon, ano ang maximum lean angle? Para sa propesor ng mechanical at engineering na si Jim Papadopoulos, hindi iyon masasagot hangga't hindi ka naglalagay ng isang huling salik - ang landas.
Ito ay isang haka-haka na linya na naka-project pababa sa steerer tube patungo sa lupa. Kung ang puntong ito ay nasa harap ng wheel contact point sa lupa, ito ay ituturing na 'positibo' at mas matatag. Sa likod at mas malamang na tumaob ang bike. Binabawasan ng trail ang iyong paghilig.
‘Ang mga siklista ay may posibilidad na manatili sa positibong rehiyon ng trail at hindi lalampas sa 45° ng lean,’ sabi niya. 'Karaniwan itong mas mababa, kahit na kapag ang pagliko ay higit sa 5m radius, maaari kang umabot sa 45°. Iyon ay dahil nagiging hindi gaanong isyu ang trail – pagkatapos ay babalik tayo sa isyu ng traksyon.’
Kaya ang 45° ay posible sa isang mabilis, malawak, maayos na pagliko, ngunit sa napakaraming variable na naglalaro, sa kasamaang-palad, walang tiyak na sagot. Kung gaano kalayo ang iyong sandalan ay isang kaso ng pagsubok at (sana hindi masyadong masakit) error.
