Физика на ладони. Об устройстве Вселенной – просто и понятно - стр. 78

Этот довольно сложный феномен, объясняющий равновесие мотоцикла в движении, должен был бы распространяться и на велосипед. Но у велосипеда скорость вращения колес слишком слаба, чтобы гироскопический эффект сыграл значительную роль. Почему же в таком случае велосипед во время движения остается в равновесии?

А все зависит от нахождения центра тяжести руля, чья основная масса сосредоточена впереди вилки колеса. Наклоните стоящий велосипед вправо: руль повернется вправо только под действием собственного веса. Это заменяет гироскопический эффект, и это действует даже при небольших скоростях.

Таким образом, велосипед, наклоняясь вправо, совершает поворот вправо из-за наклона руля: центробежная сила компенсирует действие веса и не дает велосипеду упасть, как и в случае с мотоциклом. Это объясняет равновесие велосипеда в движении.

Вы можете провести эксперимент, поместив что-то тяжелое позади вилки переднего колеса, непосредственно связанной с рулем: велосипед не сможет держать равновесие. Более того, если вы зафиксируете руль, чтобы он не крутился, вы не сможете проехать и двух метров, чтобы не упасть.

СЛЕДУЕТ ЗАПОМНИТЬ

• Момент силы представляет собой способность этой силы заставить объект вращаться вокруг своей оси. Он выражается как Fl sin α (где F – сила, l – расстояние до оси, а α – угол между вектором силы и направлением оси).

• Понятие момента помогает усвоить, почему длинный рычаг позволяет увеличить приложенную силу: отношение силы, приложенной к одному плечу рычага, к другому обратно пропорционально отношению расстояний от точек приложения этих сил до оси вращения.

• Момент импульса зависит от скорости вращения объекта вокруг своей оси и выражается mνl sin α (где m – масса объекта, ν – его скорость, l – расстояние до оси вращения, а α – угол между вектором скорости и направлением оси).

• Если силы не образуют никакого момента, момент импульса сохраняется. Объекты, приближенные к оси вращения, начинают вращаться быстрее. Если расстояние до оси сократить вдвое, скорость возрастет в два раза, а количество оборотов в секунду – в четыре раза.

• Закон сохранения момента импульса объясняет, почему зима в Северном полушарии короче лета, постепенное отдаление Луны, а также сильные ветра циклона.

• Гироскопический эффект подразумевает, что вращающийся объект отклоняется перпендикулярно вектору двух приложенных сил. Он объясняет равновесие мотоцикла в движении.