¿Por qué dobla una bicicleta al inclinarse el ciclista?

Question

Ley de incercia "todo cuerpo continua en reposo o velocidad constante si no hay fuerzas externas que actúen sobre el"
Si tengo una bicicleta en movimiento, y el ciclista se inclina hacia el costado, en vez de caer al piso, la bicicleta dobla. Analizando la situacion unicamente desde las fuerzas (no los torques), la unica fuerza que apareció es la de la gravdedad que apunta hacia abajo. Sin embargo el efecto es perpendicular a la misma.
¿Qué fuerza hace que ocurra un desplazamiento lateral, cumpliendo con la ley de inercia? ¿Qué fuerza contraresta a la componente vertical de la gravedad?

Entiendo el análisis usando el concepto de Torque. Es un efecto similar al giróscopo. Si la Ley de Inercia se aplica a este caso, entonces es necesario que aparezca una fuerza en la direccion perpendicular. No veo de donde sale esa fuerza. Tampoco veo, en todo caso, por qué no vale la Ley de Incercia

El ciclista no gira el manubrio. Sólo se inclina. Este efecto se puede ver también el las carreras de motos. Ahí se ve claramente que no giran el manubrio.

Answer 1

Primero que nada se debe a la geometría de la bicicleta. Principalmente a la orquilla delantera que tiene el eje de la rueda levemente adelantado con respecto al eje de la orquilla.

Este diseño mecánico produce un par en el eje del manillar al recibir fuerzas laterales y lo que se consigue es contrarrestar el par generado por el peso fuera de la vertical.

Por otro lado cuando la bicicleta esta inclinada y aunque el manillar permanezca centrado las ruedas ya no hacen contacto con el piso con la cara radial sino que lo hace mas hacia los laterales.

Es como si la bicicleta hubiera entrado en una curva peraltada y esto la obliga a doblar.
Es similar a usar los alerones de un avión sin mover el timón. El avión dobla porque vuela en tres dimensiones no en dos.
Por lo tanto si hay mas sustentación de un lado que del otro este lado se eleva y el avión vuela sobre un plano diferente que lo hace girar.
Con la bicicleta pasa algo parecido.

De todas maneras y aunque permanezca inadvertidos siempre el ciclista hace ajustes con su cuerpo en forma casi inconsciente para no caer.
Esto se debe a que andar en bicicleta o moto es también un acto de equilibrio del cuerpo del ciclista.
Leves cambios en el centro de gravedad, posición del manillar o simplemente permitir que el manillar se ajuste por si solo como explique antes permitirán mantener el equilibrio.

Podrías tratar de forzar la situación inversa o girar la orquilla delantera 180º y te darás flor de golpe contra el piso.
Pruébalo si no estas convencido.


Saludos!

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Answer 2

Nunca me había puesto a pensar eso, yo lo hago por inercia, pero no creo que l. a. postura tenga nada que ver y no creo que Dios esté en lo que nosotros conocemos como cielo burdamente o sea necesariamente hacia arriba. Suerte

Answer 3

Existen 3 puntos interesantes en la dinámica de una bici y el sujeto que la conduce Son las fuerzas inerciales, las de fricción y las giroscópicas de las ruedas.
Antes de doblar digamos a la derecha, el ciclista mueve el manubrio para el lado opuesto al que va a doblar (izquierda). Ahí se crean 2 efectos: primero aparece una fuerza giroscópica que tiende a torcer toda la rueda (y con ella la bici) en la dirección a doblar(derecha). Es decir la bici se tuerce. Y segundo al tener un instante la dirección del manubrio hacia la izquierda, y como la bici tiende a seguir en linea recta (primera ley del movimiento o ley de inercia), aparece una fuerza sobre la rueda hecha por el piso (fricción) que genera un momento respecto del centro de masa del sistema bici y ciclista que tiende también a girar la bici en el mismo sentido que el efecto giroscópico.
En ese momento la bici empieza a caer. El ciclista entonces gira el manubrio en la dirección opuesta para anular los efectos anteriores (sino se cae y se lastima, el pobre). La bicicleta inclinada solamente sera estable si existe una fuerza (que en este caso sera la de fricción entre el suelo y la rueda) que contrarreste la gravedad. Mirando desde el punto de vista del ciclista aparece una fuerza inercial (centrifuga ) que tiende a mantener la bice equilibrada.
Y como sabrás si existe una fuerza inercial de tipo centrifuga es porque el movimiento es circular. O sea el ciclista esta doblando. Y lo hace ya que mantiene levemente el manubrio girado en la dirección que quiere doblar (derecha).
Cuando ya termina de doblar, el ciclista da un giro aun mas grande hacia la derecha por un instante. Otra ves aparece el efecto giroscópico y el inercial y la bici retorna a la posición de equilibrio recto (la bici y el ciclista están ahora rectos respecto del suelo y la bici se desplaza en linea recta para adelante)
Lo interesante es que el cuerpo humano aprende todo esto en pocas horas sin que la parte racional lo analice.
Espero que te sirva mi respuesta.
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Lic. Fernando Buezas
Departamento de Física,
Universidad Nacional del Sur,
Avda Alem 1253, 8000, Bahía Blanca, Argentina
Tel:[phone] Int:2820

Answer 4

Perfecto lo que dijo "fotón", 10 puntos para él.

Answer 5

bueno el compadre que respondio antes ya dijo todo saludos y que estes bien

Answer 6

Es un problema de giroscopio: una fuerza aplicada en el sentido de cambiar la dirección del eje de rotación (se inclina el ciclista) da por resultado un movimiento perpendicular a la fuerza llamado precesión (dobla bicicleta).

En los laboratorios de física tienen una rueda de bicicleta que en lugar de cubierta de goma tiene un aro de plomo y hacen que la agarres del eje de rotación (horizontal), la hacen girar (hacia adelante) y todo marcha bien, luego te dicen que la inclines a un costado (hay que hacer fuerza) y lo que resulta es que la mano derecha comienza a recibir presión y por la izquierda se busca escapar !!