เลี้ยวซ้ายก่อนดีกว่า
เครดิตรูปภาพ: Pixel-Shot/Shutterstock.com
สำนวน "เหมือนเรียนขี่จักรยาน" มักใช้ในสถานการณ์ที่คุณไม่เคยลืมบทเรียนจริงๆ เมื่อคุณรู้วิธีขี่จักรยานแล้วคุณก็รู้
แม้ว่าคุณอาจรู้วิธีการขี่จักรยานโดยสัญชาตญาณ แต่คุณอาจไม่รู้หลักฟิสิกส์ของมัน ตัวอย่างเช่น คุณอาจไม่ได้สังเกตว่าเมื่อคุณขี่จักรยาน หากต้องการเลี้ยวซ้ายคุณต้องเลี้ยวขวาก่อน และหากต้องการเลี้ยวขวาคุณต้องเลี้ยวซ้ายก่อน
ก่อนอื่น แม้ว่าเราจะรู้มากกว่าเล็กน้อยเกี่ยวกับวิธีการทำงานของจักรยาน แต่เราก็ไม่รู้เรื่องราวทั้งหมด ชั่วระยะเวลาหนึ่งหลังจากการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ครั้งแรกในปี 1910สันนิษฐานว่าเอฟเฟกต์ไจโรสโคปิกช่วยให้จักรยานตั้งตรง และอธิบายว่าทำไมจักรยานจึงสามารถเดินทางต่อไปได้ชั่วระยะเวลาหนึ่งโดยไม่มีคนขี่ หนึ่งศตวรรษต่อมา ทีมงานได้ประสบปัญหาในการสร้างจักรยานยนต์ที่ต้านผลกระทบดังกล่าว เพื่อทดสอบ
"มุมมองทั่วไปก็คือ การบังคับเลี้ยวด้วยตนเองนี้เกิดจากการหมุนของไจโรสโคปิกของล้อหน้า หรือจากการที่ล้อสัมผัสกันเหมือนลูกล้อที่อยู่ด้านหลังแกนบังคับเลี้ยว" ทีมงานเขียนไว้ในรายงานกระดาษ- "เราแสดงให้เห็นว่าไม่มีผลกระทบใดๆ ที่จำเป็นสำหรับความมั่นคงในตัวเอง โดยใช้การคำนวณเสถียรภาพเชิงเส้นเป็นแนวทาง เราจึงสร้างจักรยานที่มีล้อหมุนทวนเป็นพิเศษ (ยกเลิกโมเมนตัมเชิงมุมของการหมุนของล้อ) และมีการสัมผัสพื้นกับล้อหน้าไปข้างหน้า แกนบังคับเลี้ยว (ทำให้ระยะต่อท้ายเป็นลบ) เมื่อถูกรบกวนจากการกลิ้งทางตรง จักรยานจะกลับเข้าสู่การเคลื่อนที่ในแนวตรงโดยอัตโนมัติ"
แล้วอะไรทำให้จักรยานตั้งตรงและไปบนเส้นทางตรงล่ะ? สรุปคือ เราไม่ทราบแน่ชัด แต่เรารู้ว่ามันซับซ้อน
“คำอธิบายง่ายๆ ดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้” ข้อหนึ่งการทบทวนหัวข้ออธิบายว่า "เนื่องจากการเอียงและบังคับทิศทางนั้นเชื่อมโยงกันด้วยเอฟเฟกต์หลายอย่างรวมกัน รวมถึงการเลื่อนหน้าของไจโรสโคปิก แรงปฏิกิริยาพื้นด้านข้างที่จุดสัมผัสพื้นของล้อหน้าซึ่งอยู่ด้านหลังแกนบังคับเลี้ยว แรงโน้มถ่วงและปฏิกิริยาเฉื่อยจากส่วนประกอบด้านหน้าที่มีจุดศูนย์กลางของ- การชดเชยมวลจากแกนบังคับเลี้ยว และจากผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับโมเมนต์ความเฉื่อยของชุดประกอบด้านหน้า"
ตอนนี้เรามาพูดถึงการบังคับเลี้ยว คุณอาจไม่สังเกตเห็นมันแม้ในขณะที่คุณทำ แต่เพื่อที่จะเลี้ยวซ้าย คุณต้องหมุนแฮนด์ไปทางขวาก่อน
หากคุณต้องขี่ไปข้างหน้าแล้วเหวี่ยงแฮนด์ไปข้างใดข้างหนึ่งกะทันหันและเก็บไว้ตรงนั้น คุณอาจคาดหวังที่จะเลี้ยวไปในทิศทางนั้น อย่างไรก็ตาม หากคุณทำเช่นนี้ ทิศทางที่คุณจะมุ่งหน้าไปในไม่ช้าคือ "ทางดิน"
"แรงเหวี่ยงจะทำให้จักรยานของคุณพลิกคว่ำหากคุณบังคับแฮนด์รถไปในทิศทางที่ต้องการเลี้ยวโดยไม่ต้องเอนจักรยานเข้าโค้งก่อน" อีกประการหนึ่งกระดาษอธิบาย “แท้จริงแล้ว การชนของจักรยานมักเกิดจากสิ่งกีดขวางบนถนน เช่น รางรถไฟ หรือตะแกรงท่อน้ำทิ้งที่ทำให้ล้อหน้าและแฮนด์รถหมุนกะทันหัน”
แต่โดยที่ไม่รู้ตัว ผู้คนกลับทำ "สวนทาง" เล็กๆ น้อยๆ ไปในทิศทางตรงกันข้ามก่อน
“วิธีหนึ่งในการสร้างความเอนที่เหมาะสมคือการบังคับทิศทางสวนทาง นั่นคือ หมุนแฮนด์รถให้หันไปทางโค้งที่ต้องการอย่างชัดเจน ซึ่งจะสร้างแรงบิดแบบแรงเหวี่ยงซึ่งจะทำให้จักรยานเอนได้อย่างเหมาะสม” เอกสารอธิบาย "การโน้มจักรยานเข้าโค้งช่วยให้แรงโน้มถ่วงรักษาสมดุลของแรงเหวี่ยง ซึ่งนำไปสู่การเลี้ยวที่ควบคุมได้และมั่นคง"
เอกสารฉบับนี้ระบุวิธีการอื่นๆ ที่คุณสามารถรักษาจักรยานให้ทรงตัวได้ในระหว่างการเลี้ยว รวมถึงการดันสะโพก การเอน และการเหยียบแป้นข้างหนึ่งแรงกว่าวิธีอื่นๆ อย่างไรก็ตาม พวกเขาก็สรุปได้เช่นกันว่ากลไกนี้ค่อนข้างซับซ้อนทางกายภาพ
"ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม แรงไจโรสโคปิกมีบทบาทเพียงเล็กน้อยในการโน้มตัวจักรยานยนต์ โดยที่แรงเหล่านี้ช่วยกำหนดมุมบังคับเลี้ยว" พวกเขาเขียน "แนวคิดที่น่าสนใจที่ว่าแรงไจโรสโคปิกเป็นศูนย์กลางของพฤติกรรมของจักรยาน ซึ่งมักกล่าวซ้ำในเอกสารและตำราเรียนนั้นไม่ถูกต้อง"
