Perché, quando freni, il tuo peso viene spostato verso la ruota anteriore.L'inerzia unita alla gravità mette il tuo peso e quello della bici sulla ruota anteriore.Più peso ⇒ più pressione ⇒ più attrito / aderenza al suolo.

Oltre alla risposta di Alex Doe: la deriva della ruota anteriore si verifica su superfici scivolose, Sfortunatamente una bici è davvero instabile in questa modalità, quindi cadrai molto presto (mentre una deriva della ruota posteriore è abbastanza stabile e controllabile).

Perché la ruota posteriore devia facilmente?

Considera la coppia attorno al contatto della gomma anteriore con il telaio della bicicletta.

• La pseudo forza sul ciclista e sulla bicicletta è in direzione in avanti

• Pertanto, il peso e quindi la forza normale sul pneumatico posteriore tende a diminuire.

• Pertanto, una minore forza di attrito e la bicicletta tendono ad andare alla deriva.

Perché la ruota anteriore va raramente alla deriva?

• Considerando la pseudo forza e la tendenza a ruotare, la forza normale sul pneumatico anteriore è molto maggiore (a causa della pseudo forza in avanti sul centro di gravità).Pertanto, la presa è molto stretta.

in realtà non spiega perché la ruota non slitta mai

Beh, semplicemente non è vero. Le ruote anteriori possono, e scivolano. Tuttavia, normalmente, il contatto tra la ruota anteriore e la strada è troppo buono perché lo slittamento si instauri prima che la ruota si blocchi e tu superi le barre.

In realtà tutto dipende da due fattori:

• la forza frenante che la ruota anteriore può trasmettere alla strada senza scivolare

• l'angolo tra il centro di gravità, il punto di contatto ruota-strada e la strada

L'ultimo fattore è solo una questione di geometria del telaio. Quando la tua ruota anteriore sta per bloccarsi, la forza effettiva sul tuo centro di gravità è esattamente a quell'angolo. Poiché la gravità è fissa e quell'angolo è fisso, lo è anche la forza frenante applicata in questa situazione.

Tieni presente che l'intero peso della bici e del ciclista è sulla ruota anteriore quando sta per bloccarsi, quindi anche la forza verticale sul punto di contatto ruota-strada è fissa.

Ora possiamo confrontare due forze:

• La massima forza frenante che il materiale della tua ruota può trasmettere alla strada nelle sue condizioni attuali, dato che la ruota è premuta sulla strada con l'intero peso.

• La forza frenante necessaria per arrivare al punto di svolta.

Se il primo è il maggiore, la tua ruota anteriore si bloccherà e supererai le barre. Se quest'ultimo è maggiore, la ruota anteriore inizierà a slittare.

Ora, perché la prima forza è maggiore per quasi tutte le bici?

Bene, un buon pneumatico consente di trasmettere a una strada asciutta una forza orizzontale pari a quella della forza verticale applicata per premerlo sulla strada. Ad esempio, l'angolo tra il centro di gravità, il punto di contatto e la strada può arrivare fino a 45 ° e la ruota anteriore è ancora in grado di bloccarsi. Tuttavia, la maggior parte delle biciclette è costruita in modo tale che questo angolo sia significativamente maggiore di 45 °.

Quindi, a causa della geometria della maggior parte delle biciclette, sono necessarie condizioni stradali piuttosto scivolose affinché la ruota anteriore possa slittare.Più lungo è il telaio e più arretrato è il centro di gravità dietro la ruota anteriore, più difficile diventa bloccare la ruota anteriore e superare le barre;fino al punto che superare le sbarre diventa impossibile.

La risposta breve a questa domanda è "perché il baricentro di una bicicletta è in alto", e soprattutto è più in alto rispetto a un'auto, dove spesso le ruote anteriori possono slittare.

Per vedere come funziona, prendi in considerazione un modello di bicicletta estremamente semplificato: supponi che la struttura della bici sia leggera rispetto al suo ciclista e rappresentalo come un punto di massa (vedi sotto per capire perché funziona anche quando è non vero). E saremo interessati al momento in cui la ruota posteriore si solleva, quindi possiamo ignorare completamente la ruota posteriore e concentrarci solo sulla ruota anteriore, e in particolare sul punto in cui la ruota anteriore tocca la strada. Quindi il sistema assomiglia a questo:

Quindi, qui $ c $ è il punto in cui la gomma anteriore tocca la strada, $ m $ è il ciclista e le distanze verticali & orizzontali tra $ c $ e $ m $ sono rispettivamente $ l $ & $ h $ . E la bici sta decelerando a $ a $ . E ho disegnato le forze esercitate dalla ruota anteriore sulla strada a $ c $ (ricorda che la ruota posteriore è, per ipotesi, solo sollevata, quindi può essere ignorata : non esercita alcuna forza su nulla).

Per ora supponiamo che il coefficiente di attrito tra la ruota anteriore e la strada sia sufficientemente alto da non far slittare la ruota e cerchiamo di capire il punto in cui la bici inizia a ribaltarsi sulla ruota anteriore: questo ci dirà il valore massimo possibile di $ a $ , per quanto appiccicosa sia la ruota anteriore.

È abbastanza facile vedere che la forza su $ m $ ha due componenti: una componente verticale che è $ - mg $ , dove $ g $ è l'accelerazione dovuta alla gravità e un componente orizzontale che è $ ma $ , dove $ a $ è l'accelerazione orizzontale. E la bici cadrà quando questo vettore punta sopra la ruota anteriore. Bene, solo disegnando i componenti appropriati puoi vedere che questo è vero quando

$$ \ frac {ma} {mg} \ gt \ frac {l} {h} $$

o in altre parole, che la bicicletta non ruoti

$$ a \ le \ frac {lg} {h} $$

o

$$ a_ \ text {max} = \ frac {lg} {h} \ tag {1} $$

Puoi convincerti che sia giusto: una bicicletta molto alta ( $ h \ gg l $ ) ruzzolerà molto facilmente e una bici completamente piatta ( $ h \ ll l $ ) non cadranno quasi mai. E una bicicletta con gravità molto bassa ruzzolerà più facilmente di una con gravità elevata. Quindi (1) ci dice quanto può essere grande $ a $ , comunque appiccicosa la ruota anteriore.

Consideriamo ora il coefficiente di attrito sulla ruota anteriore. Il coefficiente di attrito, $ \ mu $ è definito come la forza con cui la ruota sta cercando di scivolare lungo la strada e la forza con cui viene premuta sul strada, nel punto in cui la ruota scivola. Quindi è ovvio che,

$$ \ mu = \ frac {ma_ \ text {slip}} {mg} = \ frac {a_ \ text {slip}} {g} $$ span >

dove $ a_ \ text {slip} $ è il punto in cui la ruota slitta. In altre parole

$$ a_ \ text {slip} = \ mu g \ tag {2} $$

E ora possiamo usare (1) & (2) per darci la risposta che stiamo cercando: la bici cadrà prima di andare alla deriva se $ a_ \ text {slip } \ gt a_ \ text {max} $ , in altre parole se

$$ \ mu \ gt \ frac {l} {h} $$

E ora puoi vedere il problema qui: le biciclette sono piuttosto corte e piuttosto alte, quindi $ l / h $ tende ad essere piuttosto piccolo, il che significa che il la bicicletta cadrà sulla ruota anteriore con un valore critico inferiore di $ \ mu $ . E i pneumatici moderni su strade asciutte hanno valori di $ \ mu $ che possono essere abbastanza vicini a $ 1 $ ( Penso che $ 0,8 $ a $ 0,9 $ sia plausibile), mentre $ l / h $ è generalmente significativamente inferiore a $ 1 $ .

Questo è il motivo per cui le biciclette cadono prima di andare alla deriva.

Questa approssimazione può essere utilizzata anche se la bici (o altro veicolo) non è leggera rispetto al ciclista: devi solo capire dove si trova il baricentro del veicolo e utilizzare quello. Per i veicoli con sospensioni (alcune bici ce l'hanno ovviamente, e anche per le bici che non deviano le forcelle in frenata) devi tenere in considerazione anche il cambiamento di geometria in frenata.

Non so rispondere perché ma posso dirti che è una proprietà dei veicoli a più ruote.Prendi una macchinina e blocca le ruote posteriori in modo che non si muovano e spingila su una superficie liscia e vedrai che le ruote posteriori bloccate cambieranno sempre in avanti.Questo è il motivo per cui è possibile una "svolta bootleg" utilizzando il freno di emergenza posteriore per bloccarli e l'auto cambierà le direzioni senza cambiare di molto il vettore originale.Questo è il motivo per cui i freni anteriori di un'auto fanno il 90% della frenata e perché i freni sulla ruota anteriore di una motocicletta possono aiutare a mantenere il controllo molto più del posteriore.

È perché la forza di attrito è approssimativamente propria di due cose:

• Il " coefficiente di attrito" tra le due superfici (ovvero quanto sono appiccicose)
• Il "peso" o forza normale (forza perpendicolare) tra le due superfici.

Quest'ultimo significa, ad esempio, che se raddoppi il peso di una slitta, più o meno raddoppi l'attrito tra la slitta e il suolo.

Se sposti tutto (o la maggior parte) del tuo peso dalla ruota posteriore e dalla ruota anteriore di una bicicletta, allora:

• La forza dovuta all'attrito sulla ruota anteriore è più o meno raddoppiata (ovvero, per farlo slittare, sarebbe necessaria una forza doppia laterale o all'indietro).
• La forza dovuta all'attrito sulla ruota posteriore va verso lo zero (cioè slitta più facilmente quando inizia a sollevarsi da terra)

Nella ruota anteriore hai una componente verticale molto più forte quando usi le pause a causa dello slancio causato dall'inerzia.Con la distribuzione delle forze e del peso di una persona normale, la ruota posteriore tenderà a sollevarsi aggiungendo più attrito io sono la ruota anteriore e fermandoti sempre più forte.Per andare alla deriva devi avere inerzia nella ruota posteriore ma quando ti fermi in questo modo tutta l'energia viene rilasciata fermandoti e sollevando la ruota posteriore

Quando si utilizza solo il freno della ruota posteriore, lo slancio causato dall'inerzia tende a sollevare la ruota posteriore, come nel caso sopra.Ciò fa sì che l'attrito sia inferiore quando sono la ruota posteriore e quindi l'energia non viene rilasciata all'improvviso, permettendoti di andare alla deriva.

Credo che se hai usato una ruota con cattiva aderenza nella ruota anteriore dovresti essere in grado di andare alla deriva

Penso che sia perché puoi ruotare il manubrio nell'angolazione migliore per mantenere il tuo centro di gravità vicino al corpo.

Anche se la ruota posteriore non può girare, perde aderenza, perché il centro di gravità esce dal tuo corpo durante una deriva.