Los intentos de entender esta estabilidad llevan tanto tiempo como las bicicletas han existido y la mayorÃa de la gente ha aceptado las explicaciones centrados en las fuerzas giroscópicas y la ubicación del eje de dirección. Pero un equipo de ingenieros ha construido una bicicleta que elimina tales caracterÃsticas, pero se las arregla para mantenerse en pie.
Los autores del nuevo documento hacen una revisión sorprendente de cómo las explicaciones populares para describir la estabilidad de una bicicleta, son por una parte populares y por otra antiguas, la primera referencia se remonta a 1869, 10 de 19 explicaciones tienen más de 100 años de edad. En tal caso, se detecta un error matemático (un signo contrario) en una referencia de 1910.
La mayorÃa de la gente ha visto un giroscopio en la acción, por lo que la estabilidad de una rueda que gira rápidamente debe ser bastante intuitiva, haciendo de este un enfoque desde el principio. Personas que han construido bicicletas con contra-rotación en las ruedas descubrieron que aún permanecen en posición vertical, de modo que no puede ser como la historia cuenta. Otro enfoque ha sido el hecho de que el área donde la rueda delantera toca el suelo esta un poco por detrás del eje de dirección, también parece aportar estabilidad a los diseños tradicionales de la bicicleta.
Para probar la contribución relativa de estos factores, los autores finalmente construyeron su modelo de ordenador y comenzaron a experimentar con diversas caracterÃsticas. Resultó que podrÃan retirar el giroscópico y los factores negativos del camino, aún asà la bicicleta se mantenÃa estable siempre y cuando se moviera más rápido (2,3 metros) por segundo. Incluso se podÃa mover la dirección a la rueda trasera y producir un diseño estable.
La estabilidad parece irrazonable en diferentes diseños de bicicletas que sugieren que el modelo ya habÃa perdido probablemente contacto con la realidad, por lo que los autores salieron y construyeron una bicicleta con una rueda de contra-rotación para deshacerse de los efectos giroscópicos, asà como un insignificante (4 mm) arrastre entre la rueda delantera y la dirección. A medida que su modelo avanzaba, tendÃa a permanecer de pie y que evitar cualquier caÃda que los estudiantes de posgrado trataban de inducir.
Lo que las matemáticas no parecÃa indicarles porqué diseños muy diferentes de bicicletas tienden a permanecer en posición vertical. "¿Por qué esta bicicleta dirige las cantidades adecuadas en el momento adecuado para asegurar su propia estabilidad?""No hemos encontrado la equivalente explicación fÃsica simple de la declaración de matemáticas que indica que todos los valores propios deben tener parte real negativa. En otras palabras, se puede ver por qué la matemática funciona como lo hace, pero no puede averiguar qué propiedades fÃsicas corresponden con eso.
Lo mejor que podemos suponer es que la estabilidad se relaciona con la capacidad de la bicicleta para evitar una caÃda si se empieza a inclinarse y que hay múltiples maneras de construir una bicicleta.
Referencia:
- John Timmer, "Moving bikes stay upright—but not for the reasons we thought", Arstechnica.
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