¿Por qué los vehículos de dos ruedas en reposo no están equilibrados pero cuando se mueven se equilibran?

Contestaré esta pregunta tomando la bicicleta de dos ruedas más fácil (o llamada bicicleta)

Conceptos erróneos comunes:
1) Se mantienen verticales debido a la conservación del momento angular.
(Para refutar esto, bloquee las barras de la manija y la bicicleta móvil se cae)

2) Se mantienen erguidos debido a su impulso hacia adelante


Responsable de tres mecanismos:
1) Debido a la inclinación hacia atrás del eje de dirección de una bicicleta, su rueda delantera toca el suelo ligeramente detrás de ese eje. Esto significa que cuando la bicicleta se inclina hacia la izquierda, la fuerza hacia arriba desde el suelo actúa para girar la rueda y el manillar hacia la izquierda, ayudando a la bicicleta a conducir sus ruedas hacia atrás por debajo de su centro de masa.

2) El peso de la rueda delantera y el manillar de una bicicleta generalmente se distribuye ligeramente por delante del eje de dirección, por lo que cuando la bicicleta se inclina hacia la izquierda, el tirón hacia abajo de esta masa también ayuda a girar la rueda delantera hacia la izquierda, de la misma manera Las varillas de adivinación girarán hacia cualquier dirección en que incline las manos.

3) De hecho, hay un efecto giroscópico de las ruedas, pero no mantiene el
bicicleta en posición vertical por sí sola. En cambio, ayuda a dirigir.


En resumen, una bicicleta normal es estable gracias a una combinación de la rueda delantera que toca el suelo detrás de un eje de dirección inclinado hacia atrás, el centro de masa de la rueda delantera.
y el manillar se encuentra en frente del eje de dirección, y la precesión giroscópica de la rueda delantera, todo lo cual ayuda a la bicicleta a dirigir automáticamente sus ruedas hacia abajo
cuando se inclina

Fuente (y es posible que desee ver este video): Página en youtu.be

En primer lugar, esta es una muy buena pregunta, ¡me alegra que la hayas hecho! Lo siento por una larga respuesta, no pude evitar explicarte a fondo!

Las líneas en su pregunta requieren una pequeña corrección. Dos ruedas o cualquier disco como un objeto rodante no se equilibran realmente cuando se mueven, en realidad “se niegan a estar fuera de balance”. Es más fácil equilibrarlos en movimiento. El principio detrás de esto es la acción giroscópica (también puede buscarlo en Google para fórmulas).

Al igual que la primera ley de Newton se opone a los cambios en el estado de movimiento, la acción giroscópica se opone al cambio en el eje de rotación del cuerpo giratorio y, si se intenta hacerlo, producirá una fuerza en el tercer eje (no se preocupe, un ejemplo está en camino ) No es imposible equilibrar un vehículo de dos ruedas en reposo, pero es muy difícil, aunque los muchachos de circo muestran su posibilidad.

Ejemplo 1: por concepto.

Tome un brazalete o un gran anillo de metal (más pesado, mejor). Intenta equilibrarlo en una posición erguida.
Tendría suerte si tiene éxito durante un par de segundos. Esto se debe a que incluso un ligero golpe de viento o fuerza podría inclinar la balanza y caerá.
Ahora, si lo gira hacia adelante (erguido), seguirá rodando en línea recta hasta que se detenga y caiga.
Ahora el interesante (parte del tercer eje). Gírelo erguido, corra y dele un ligero toque para doblar su rotación en ángulo. El anillo rodaría en círculos hasta que se desacelerara y se detuviera, porque cuando cambia su eje, intentará oponerse al cambio y producirá fuerza en un eje distinto de los dos que forman el plano del anillo. agachándote podrías ejecutar un giro.

Finalmente: tu respuesta de dos ruedas

Su vehículo de dos ruedas en reposo caerá, pero con usted y tratando de mantener el equilibrio, puede durar todo el tiempo que pueda controlarlo.

Ahora, mientras se mueve, incluso si se inclina un poco, se opondrá y recuperará su posición original. ¡Cuanto más rápido giran las ruedas, más prominente es la acción giroscópica y más difícil es cambiar el eje, intencionado (girando) o involuntario (fuera de balance o cualquier otra cosa)!

Esto se debe al momento de inercia del vehículo. Mientras el vehículo está en movimiento, el momento de inercia lo mantiene estable, mientras que en reposo no existe tal fuerza, por lo que debe equilibrarse por otros medios.

Señor,
Pienso y solo especulo que es por las siguientes razones

1. cuando está parada, la bicicleta tiene sus fuerzas internas y no debe equilibrarse debido a que no se aplican fuerzas externas y se inclina hacia abajo debido a la fuerza gravitacional que actúa sobre ella

2. Cuando está en movimiento, la bicicleta tiene fuerzas externas debido al movimiento, así como inerciales o centrífugas debido al giro giroscópico debido a la dirección y sí, obviamente, gravitacional y con ese movimiento dinámico, los componentes laterales pueden estar equilibrados y, por lo tanto, tiene que ver con solo componentes longitudinales

3. los componentes longitudinales pueden estar equilibrados debido al hecho de que en movimiento el centro de masa de la bicicleta está situado por encima de las ruedas y, por lo tanto, tal vez y solo tal vez pueda estar equilibrado.

Por último, el punto que aún atrae es que la velocidad exacta de la bicicleta ayuda al equilibrio del movimiento, es decir, cuando es más lenta, es más difícil de equilibrar y más fácil cuando está en velocidad …