La respuesta corta es que aún no lo sabemos.
Las bicicletas son notables porque son autoestables . Es decir, a una velocidad lo suficientemente alta, pueden viajar y permanecer erguidos sin un jinete.
Sin esta propiedad, las bicicletas serían mucho más difíciles de manejar. ¿Pero por qué son así?
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Este artículo (Stable Bicycle; Page on bicycle.tudelft.nl) demuestra que dos de las principales teorías sobre por qué las bicicletas son autoestables en realidad no son necesarias . Lo hacen con un análisis teórico y luego construyendo una bicicleta que no tiene las propiedades supuestamente importantes y luego mostrando que la bicicleta sigue siendo autoestable y autocorregible.
El documento es una buena lectura (pero solo la primera mitad si no eres un físico). Explican las dos teorías que están refutando y luego demuestran su bicicleta. El sitio web de Cornell tiene videos de la cosa en acción.
En su análisis, logran llegar a una nueva condición necesaria * para la estabilidad: “Mantener una bicicleta autoestable en un giro estable a la derecha requiere un par izquierdo en el manillar”.
Estoy bastante seguro de que una vez leí otro artículo que presentó algunas condiciones más necesarias para la estabilidad, pero ahora no puedo encontrarlo.
En realidad, hay algo profundo en esta confusión con las bicicletas. Tenemos muy poca comprensión teórica de cómo funcionan, ¡pero funcionan! ¡Han trabajado durante cientos de años! Freeman Dyson, un famoso físico teórico, alguna vez usó las bicicletas como ejemplo de los límites de la física teórica (6.02: características)
“No es posible que una buena tecnología funcione sin una enorme cantidad de fallas. Es una regla universal. Si observamos las bicicletas, se construyeron y probaron miles de modelos extraños antes de encontrar el que realmente funcionaba. Nunca se podría diseñar una bicicleta teóricamente. Incluso ahora, después de haberlos construido durante 100 años, es muy difícil entender por qué funciona una bicicleta, incluso es difícil formularla como un problema matemático. Pero solo por prueba y error, encontramos de cómo hacerlo, y el error fue esencial. Lo mismo ocurre con los aviones “.
Por mucho que me duela admitirlo como teórico, hay algunas cosas que solo debes construir primero y resolver después.
* Una condición necesaria significa que no puede tener una bicicleta autoestable sin ella, pero tenerla no es necesariamente suficiente para garantizar la autoestabilidad.
