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Estabilidad de la Bicicleta

Estabilidad de la Bicicleta
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Estabilidad de la Bicicleta. La estabilidad de la bicicleta circulando en una curva se debe sobre todo a la fuerza centrífuga que actúa en el centro de gravedad del conjunto de máquina y ciclista, y al efecto giroscópico de las ruedas anterior y posterior.

Cuando se circula en una línea recta, la acción del efecto giroscópico está también combinada con la de la fuerza centrífuga, pues aunque en principio ella pueda parecernos sorprendente, la trayectoria descrita por la máquina no es del todo recta, sino que forma una neo sinuosa con respecto a la dirección de avance del vehículo.

Así pues, al circular “en línea recta” describimos en realidad pequeñas curvas, alternativamente a la derecha y a la izquierda. A continuación se exponen las razones de este hecho.

Fuerzas centrífugas

Las fuerzas centrífugas aparecen en todos los cuerpos que se mueven según una trayectoria circular, y es tanto mayor cuanto mayores sean la masa y velocidad de dicha cuerpo, y cuanta menor sea el radio de la trayectoria descrita por el mismo.

Así, por ejemplo, si hacemos girar una bolo suspendida de un hilo, actúan entonces sobre ella la fuerza centrífuga, el peso propio y la tensión soportada por el hilo; bajo lo acción de estas tres fuerzas, el hilo tiende a situarse de modo que lo tensión del misma quede orientada en la misma dirección (pero en sentida opuesto) que la resultante de la fuerza centrífuga y el peso.

Análogamente, un ciclista que circule en una curva deberá inclinarse hacia dentro lo suficiente para que la resultante del peso y la fuerza centrífugo pase por el punto de apoyo del vehículo.

Centro de gravedad

Si su centro de gravedad está en cambio más abajo de lo debido, el ciclista se caerá, a menos de que aumente bruscamente la fuerza centrífuga que actúa sobre él; siendo la velocidad constante, ello se logra al reducir el radio de la curva descrita, es decir, girando debidamente la rueda delantera.

Esta acción es favorecida par el efecto giroscópico de las ruedas del vehículo, pues al verse obligadas a describir una trayectoria circular, las mismas tienden a volcarse hacia afuera de la curva, ejerciendo así sobre la bicicleta un momento que, como el de la fuerza centrífuga, tiende también o enderezarla.

Este momento giroscópico actúa constantemente tanto en una rueda como en otra, de modo que en realidad el ciclista puede inclinarse en la curva. En caso de que el ciclista corra peligro de volcar, puede pues enderezar el vehículo girando más la rueda delantera para incrementar la fuerza centrífuga y el momento giroscópico; dicha rueda, giratoria en el tubo de dirección, le señala ya en cierto modo “por si misma’ el sentido en que él ha de desviar.

Así por ejemplo, si la bicicleta —y con ella la rueda delantera— tiende a volcar hacia la izquierda, la rueda se desvía también por si sala hacia la izquierda, debido al efecto giroscópico y pasa a describir así una curva más cerrada; en consecuencia se incrementan la fuerza centrífuga y el momento giroscópica, y estos impiden a su vez que el vehículo se vuelque.

Los efectos que acabamos de describir se pueden favorecer notablemente construyendo de modo adecuado el tubo de la dirección y la horquilla de la rueda.

Cuando se circula sin manos, e! momento giroscópico que aparece en la rueda delantera al r a volcar la bicicleta basta, viajando a suficiente velocidad, para girar el tubo de la dirección en el sentido y ángulo precisos para que la resultante del peso, fuerza centrífuga y fuerza giroscópica vuelva a pasar par el punto de apoyo del vehículo, e impide así el vuelco de este último.

Circulación de la bicicleta

Al circular en línea recta, la bicicleta describe primero, por ejemplo, una suave curva a la derecha; a continuación se endereza, debido a la fuerza centrífuga y efecto giroscópico que actúan sobre ella; después se inclina hacia la izquierda, y describe una suave curva hacia este lado; se endereza de nueva por la acción de la fuerza centrífuga y el efecto giroscópico; se vuelve a desviar luego hacia la derecha, y así sucesivamente, de modo que en realidad se tiene una trayectoria sinuosa.

Fuentes

  • Libro:"Como funcionan las Cosas" Tomo II.

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