Dwa kółka w pionie, czyli jak działa rower?

Gdy jedziemy na rowerze, bez trudu utrzymujemy go w pionie. Jednak wystarczy się zatrzymać, by natychmiast zaczął się przewracać. Dlaczego?
Dwa kółka w pionie, czyli jak działa rower?

Wbrew pozorom sprawa wcale nie jest prosta. Człowiek potrafi konstruować rowery co najmniej od początku XIX wieku, ale „fizykę roweru” rozumiemy zaledwie od lat kilkunastu, góra kilkudziesięciu. Przez długi czas myślano, że rower w pionie utrzymuje coś, co – jak się okazało – nie ma większego znaczenia, czyli efekt żyroskopowy. Nie wchodząc w szczegóły, polega on na tym, że wirujące bryły (np. koło roweru) utrzymują swoją orientację w przestrzeni. To dzięki temu efektowi wirujące wokół własnej osi pociski skuteczniej dosięgają celu. W ten sposób samoloty czy okręty nawet wtedy, gdy latają (pływają) we mgle, mogą dotrzeć tam, gdzie powinny.

W rowerze efekt żyroskopowy także występuje, ale jest za słaby, by utrzymać w pionie pojazd i rowerzystę. Można nim jednak wytłumaczyć fakt, że prosto jedzie sam rower. Nie jest także prawdą, że to człowiek – balansując – utrzymuje rower w równowadze. Ten efekt, owszem, występuje, ale jest on jednym z wielu i na pewno nie decydującym. W takim razie co trzyma nas w pionie w czasie jazdy?

Okazuje się, że najważniejszy jest odpowiednio skonstruowany układ kierowniczy. Odpowiednio, czyli tak, że przedłużenie osi skrętu kierownicy przecina podłoże o kilka centymetrów przed punktem styku koła z drogą. Gdy rower i rowerzysta zaczynają się przechylać w lewo, koło automatycznie skręca w tę samą stronę. Rower zaczyna zataczać łuk, a wtedy pojawia się siła odśrodkowa, która rower prostuje. Tak samo dzieje się oczywiście także wtedy, gdy rowerzysta przechyla się w prawo. Mówiąc o przechylaniu się czy o łuku, mam na myśli bardzo niewielkie odchylenia. Tak niewielkie, że w zasadzie niezauważalne. Nie jest ich świadomy rowerzysta, któremu może się wydawać, że jedzie prosto.

Rower i rowerzysta to wbrew pozorom dość skomplikowany układ. Jesteśmy jeszcze daleko od jego pełnego zrozumienia. Rozeznaliśmy go jednak na tyle dobrze, że potrafimy wybudować rower, który w czasie jazdy praktycznie nie przewraca się. Na takim rowerze (z odwróconym widelcem) można spokojnie jeździć bez trzymanki. Niestety, bardzo trudno jest nim skręcić. Potrafimy też skonstruować rower, którym skręca się łatwiutko. Ale coś za coś – bardzo trudno jest na nim utrzymać równowagę. Jak widać, mądry kompromis jest niezbędny także w przypadku rowerów.