Tại sao đi xe đạp chậm khó giữ thăng bằng? - Câu hỏi hay

Vừa qua trường tôi có tổ chức cuộc thi đi xe đạp chậm và thật sự để giữ xe đi chậm lại rất khó. Nguyên nhân là gì vậy? (Nguyễn Thành Luân)

Độc giả có câu hỏi khác, mời đặt tại đây

Để hiểu được hiện tượng này cần phải tìm hiểu về moment động lực. Có thể giải thích vắn tắt như sau. Một vật rắn (như bánh xe đạp) khi chuyển động quay quanh trục sẽ sinh ra một mô men động lực có độ lớn tỷ lệ với khối lượng, bán kính quay và tốc độ quay đồng thời có hướng vuông góc với mặt phẳng quay hoặc là hướng trùng với trục quay. Đối với một vật quay cụ thể thì khối lượng và bán kính quay không đổi nên mô men động lực chỉ còn phụ thuộc vào tốc độ quay. Tốc độ quay càng lớn thì mô men động lực càng lớn. Khi tốc độ quay hoặc mô men động lực đủ lớn sẽ giữ cho vật quay giữ nguyên hướng (bánh xe đang lăn không bị đổ ngang, con quay đứng không bị đổ nghiêng). Khi tốc độ quay giảm xuống dưới mức nhất định thì mô ment động lực sẽ giảm và không còn giữ được vật quay theo hướng cũ, bánh xe hay con quay sẽ bị đổ. Con quay (con cù) mà chũng ta chơi hồi nhỏ là thí dụ điển hình nhất để nhận biết mô men động lực. Khi con quay đang quay tít nó luôn giữ được vị trí thẳng đứng, nếu ta động vào nó hơi nghiêng đi rồi lại trở lại tư thế thẳng đứng, chỉ khi quay chậm lại nó sẽ bị đổ. Môn men động lực được ứng dụng nhiều trong kỹ thuật. Thí dụ nòng súng thường được tạo rãnh xoắn để khi đạn bắn ra khỏi nòng súng sẽ vừa xoay vừa bay đi và mô men động lực do viên đạn xoay sẽ giữ cho nó bay thẳng theo trục xoay. Hay như khi chế tạo xe máy một bánh, ngay cả khi xe đứng yên tai chỗ thì cũng không bị đổ là vì trong xe có một con quay (một đĩa kim loại nằm ngang) được quay với tốc độ lớn tạo ra một mô men động lực hướng lên trên, giữ cho xe luôn ở hướng thẳng đứng dù xe đứng yên hay chuyển động. - (dungngocha)

Khi bạn chạy xe đạp, nếu bạn nghiêng xe (hoặc đổ cua) thì bạn đã vô tình tạo ra chuyển động tròn hướng tâm và lúc này xuất hiện LỰC LY TÂM kéo xe của bạn ngược lại so với hướng nghiêng của xe và lực này cân bằng với lực của trọng lực kéo đổ xe của bạn. Cùng 1 góc nghiêng (góc cua) với vận tốc càng lớn thì Lực Ly Tâm càng lớn. Nếu bạn đi xe quá chậm thì LỰC LY TÂM quá nhỏ để thắng trọng lực, lúc này bạn khó giữ được thăng bằng và xe sẽ đổ :) - (Nguyễn Hiếu)

Đạp nhanh nghĩa là chúng ta tác động lực vào 2 bên xe liên tục hơn. Khi xe đổ hướng kia thì ta đạp chân này để giữ lại và ngược lại. Đạp chậm thì xe đổ xuống trước khi ta kjp đạp chân bên kia để giữ lại - (Duy Đạt)

bạn lên google tìm từ khóa con quay hồi chuyển sẽ rõ nhé, đó là một hiện tượng, không nhất thiết có lời giả thích - (Già Làng Vân)

Xe đạp bình thường giữ được thăng bằng nhờ lực ly tâm. Chẳng hạn: khi xe nghiêng về bên trái, ta cũng đánh lái về bên trái một chút, khi đó lực ly tâm sẽ kéo chiếc xe nghiêng về bên phải giúp cho xe thăng bằng. Lực ly tâm tỷ lệ thuận với bình phương vận tốc, nhưng chỉ tỷ lệ nghịch với bán kính ôm cua. Nghĩa là để giữ cho xe cân bằng khi đạp chậm, bạn sẽ phải đánh lái rất nhiều (tốc độ giảm gấp đôi thì bán kính ôm cua phải tăng gấp 4, tốc độ giảm gấp 4 thì bán kính phải tăng gấp 16...). Hơn nữa, ở các loại xe đạp thông thường không có hệ thống lip nhẹ, khi đi chậm, bàn đạp sẽ rất nặng, dẫn đến khó kiểm soát vận tốc. Đạp mạnh quá thì xe đi nhanh, dễ thua, đạp yếu quá thì xe không chạy, không có lực ly tâm giữ xe thăng bằng -> đổ xe -> thua ngay. Nếu bạn có thể tập như diễn viên xiếc: giữ xe thăng bằng ngay cả khi xe đứng yên thì bạn cầm chắc giải vô địch. - (Thanh)

Tôi đã từng đoạt giải xe đạp chậm rồi,nguyên nhân do bạn không biết giữ thăng bằng thôi,không có việc gì khó hết bạn nhé. - (Minh Quan Nguyen)

Có 2 lực quán tính và li tâm. điều khiển ghi đông xe là điều khiển bán kính, hướng của lực li tâm thay đổi liên tục kể cả khi đi thẳng. tốc độ càng chậm thì bán kính cân bằng càng bé để khỏi đổ phải thay đổi hướng lực liên tục. Hiểu nhưng diễn đạt không dễ đâu. - (Trantuan Kts)

Xe đạp chạy với một cân bằng động, xe liên tục đổ sang phải rồi sang trái sau mỗi vòng bánh. Nếu đi trên cát mỏng sẽ thấy bánh sau để lại một đường thẳng, còn bánh trước là một đường lượn sóng. Khi chạy bình thường, mỗi vòng bánh chỉ dưới một giây, nên ta không cảm thấy việc đổ trái/đổ phải này, còn chạy chậm thì phải đối mặt với nó nên rất khó. - (Yên)

tôi là kỹ sư cơ khí. tôi thấy câu hỏi này rất hay. tuy là có vẻ như rất đơn giản, nhưng tôi dám chắc có rất nhiều kỹ sư, thạc sỹ, thậm chí tiến sỹ về cơ học cũng không trả lời được. để trả lời câu hỏi này, cần trả lời câu hỏi sau: tại sao khi ta lăn một vòng tròn, ví dụ như một chiết vỏ xe, một chiết vòng, thì chiết vỏ xe hoặc chiết vòng sẽ có thể giữ cân bằng ở phương thẳng đứng cho đến khi vận tốc của nó giảm đến một mức nào đó nó sẽ ngã xuống? Tóm lại, lực nào làm chiếc bánh xe không ngã khi nó lăn trên đường với vận tốc nhỏ nhất nào đó? Gợi ý là lực ly tâm, nhưng cần phân tích cụ thể. Phần thưởng là có thể làm bạn với tôi. - (minhvo.vac)

Khi di xe dap, xe gan may o toc do rat cham thi luc quan tinh cua xe va nguoi dieu khien qua nho khong du de giu thang bang cho nguoi va xe. - (hotacphuong)

Đây là bài toán về phân tích lực. Khi một vật chuyển động, luôn phải có một lực tác động đẩy nó về phía trước. Để nó mất cân bằng và đổ ra, phải có một lực tác động theo phương ngang. Hai lực này kết hợp với nhau thành một lực tổng hợp chéo góc (gọi là quy tắc hình bình hành) thay đổi hướng đi của vật theo phương mới. Nếu vật đổi hướng theo phương mới, nó sẽ trở lại cân bằng, nếu không sẽ đổ. Nếu vật chuyển động nhanh, góc chéo này sẽ bé và vật sẽ đổi hướng dễ dàng trong thời gian ngắn. Có nghĩa là người lái kịp phản xạ đổi hướng xe theo hướng mới để giữ cân bằng. Nếu xe chạy chậm, góc này sẽ rất lớn, người lái xe khó kịp phản xạ và xe sẽ dễ đổ hơn. Khi ta ngồi trên xe và đứng yên, ta phải ngoáy ghi đông liên tục bên nọ qua bên kia để giữ cân bằng là vì thế. Nếu ngoáy không kịp là sẽ đổ. Còn khi đi nhanh ta chỉ cần đổi hướng tay lái rất nhẹ nhàng để giữ thăng bằng. Đấy là lý do đi chậm thì dễ ngã hơn là đi nhanh. - (Nam Dao)

ở V cao quán tính sẽ thắng trọng lực, vì thế khi vào cua với V hợp lý nều có đổ người cũng k ngã và ngược lại ... - (avataghost)

Nếu giữ thăng bằng dễ thì người ta tổ chức thi làm gì? - (activelive.aptech)

....Vì là xe đạp nên lực đạp ở hai chân không cân bằng nhau nên xe sẽ khó giữ thăng bằng được !!! - (sytd)

Đơn giản cái gì "quá" sẽ khó, ví như chạy chậm quá hoặc nhanh quá sẽ khó. Giàu "quá" đã khó, nghèo quá càng khó... - (Quyền Đặng Quang)

Khi đó gần như chỉ còn trọng lực tác động, đại khái thế. Klq nhưng nếu thi tôi thắng chắc, xe đạp tôi bóp phanh trước hơi nghiêng xe hơi vặn tay lái có thể đứng 2 bánh cả tiếng - (Mr.LV)

do quán tính đó bạn. - (Trình)

Nguyên nhân 1 là khi đi nhanh, quán tính giúp bạn khó thoát khỏi hướng đi hiện tại, tức khó chệch hướng, tức khó ngã.
Nguyên nhân 2 là khi đi nhanh, bánh xe quay nhanh sẽ tuân theo định luật bảo toàn mô men động lượng, giúp bạn dễ ổn định hướng, tức khó ngã.

Khi đi nhanh, gặp tình huống nguy cấp bạn không tránh được.
Khi đi chậm, gặp tình huống nguy cấp bạn có thể nhảy khỏi xe thoát nạn - (Quán)

Em học hay nghiên cứu về vật lý các lực tác động lên xe đạp và con người điều khiển sẽ hiểu thấu đáo vấn đề này nhé . - (namle1968)

theo vector lực thôi , 2 lực khác chiều cùng tác động thì sinh ra lưc tác động theo đường chéo , với vân tốc nhanh hơn thì vector lực hướng về phía trước nhiều hơn ; và ngược lại khi đi chậm lực nghiên lớn hơn lực tiến tới thì dễ nghiên xe hơn . Nếu xem đua xe moto công thức 1 thì sẽ rõ , những dộng tác ôm cua nghiện xe gần sát đất ko thể thục hiện khi vận tốc nhỏ . Thực tế các vận dộng viên còn phải nghiên người để thay đổi trọng tâm gia tăng lực nghiên xe - (loanthienha)

Thế thì bạn chưa thử dùng xe máy kéo xe đạp đi với vận tốc cao rồi. Về nhờ người đi xe máy kéo xe đạp của bạn đi với vận tốc trên 60km/h, khi đó bạn sẽ thấy đi nhanh còn khó giữ thăng bằng hơn di chậm :)))) - (deco)

do lực li tâm và lực hấp dẫn, ở đây lực hấp dẫn có chiều từ trên suống mặt đất, lực li tâm sinh ra do chuyển động vòng của xe đạp và theo phương ngang do tác động tương hỗ giữa lực ly tâm và hấp dẫn và giúp cho xe cân bằng khi chuyển động, khi xe dừng lại lực ly tâm mất đi nên xe dễ bị đổ. - (Nguyen Dong)

Khi di nhanh luc quan tinh cua xe lon. Hop lu cua luc quan tinh va luc gay mat thang bang phuong gan voi phuong cua luc quan tinh nen xe co xu huong chuyen dong theo phuong luc qt nen rat de giu thang bang. Ok - (le van duy)

Trong sách vật lý có giải thích rồi đó bạn. Bánh xe quay tròn sinh ra momen lực theo phương nằm ngang (song song với mặt đất). Tốc độ quay càng nhanh thì momen lực này càng lớn, giảm thiểu tác động của trọng lực khi xe bị nghiêng. Ngược lại khi bánh xe quay chậm thì lực nhỏ, xe nghiêng, trọng tâm xe lệch khỏi mặt chân đế, momen lực ngang không thắng được trọng lực nên xe bị kéo đổ. - (Tung)

Bạn nghiên cứu lại Vật Lý học sinh cấp 3 là sẽ biết nhé ! Chào thân ái. - (Tan)

Vận tốc cao giúp bánh xe lăn bánh dễ thằng bằng, đồng thời tiệt tiêu trọng lực khi mất thăng bằng 2 bến giúp xe không ngã. - (Tiến Sỹ Giấy)

Nguyên nhân là vì momen quay càng lớn khi đạp càng nhanh, momen quay càng lớn thì xe càng khó ngã. - (nguyen van quang)

Do tác động của lực Coriolis F = 2m v × ω giúp xe gữ được độ thăng bằng khi chuyển động. - (luongminh)

Bạn nghiên cứu "lý thuyết con quay" trong môn "cơ học lý thuyết" thì sẽ có câu trả lời. Viết ra sẽ dài lắm... - (Entikei)

- Do bề mặt tiếp xúc của bánh xe đạp nhỏ.
- xe chỉ có 2 bánh.
- Muốn cân bằng được hỗn hợp lực cả xe và người phải cùng phương cùng hướng với lực hút trái đất. - (12345678hao)

Vì momen quay giúp bánh xe thăng bằng, 2 bánh thăng bằng thì xe thăng bằng - (ngtuanhcy)

Vì không có lực ly tâm. - (Kidy_sg)

theo mình thì có những nguyên nhân sau khiến quá trình giữ thăng bằng này là :
1 chính là mức độ quán tính của hướng xe bạn luôn có sự thay đổi đột ngột, nghĩa là nếu ở tư thế cố định xe tiến thẳng, thì bạn chỉ chịu đựng 1 mức quán tính ngược lại với hướng xe chạy lại mà thôi, khi đó bạn chỉ chịu 1 hướng quán tính tương đối, còn khi bạn thực hiện giữ xe ở trạng thái chậm lại, càng chậm càng tốt thì mức độ quán tính của xe củng đột ngột thay đổi, đây là nguyên nhân chính gây bạn khó giữ thăng bằng, nghĩa là khi bạn bắt đầu lên xe và chạy, chúng ta cần thực hiện 1 lực đủ lớn để bạn tiến về phía trước đó, và khi bạn chặn nó chạy chậm lại, thì bạn lại tác động 1 lực ngược lại theo các hướng khác nhau, khi đó mức quán tính của xe sẻ chậm hơn suy nghĩ thay đổi hướng chạy của bạn, chính vì thế mà tổng hợp lực tác động của nó củng đột ngôt thay đổi trong khoảng thời gian ngắn, vì thế mà chúng ta khó kiểm soát đươc khả năng của mình.
2 là tâm lí thi đấu củng 1 phần nửa, bình thường bạn không thì đấu thì bạn chạy chậm củng dễ điều khiễn hơn nhưng lí do này ai củng mắc phải, có thể bở qua.
3 là bạn chưa bao giờ thử sức, chưa làm nó bao giờ nên cảm nhận là khó, còn nếu so với 1 ai đó chuyên nghiệp thì củng không còn khó nhìu nửa, giống như các vận động viên làm xiếc, họ chạy xe 1 bánh, đi trên dây hay chạy xe trên dây vậy, khi đó kĩ năng của bạn thành thục thì điều đó củng ổn cả.
tổng lại : nguyên nhân khách quan là do mức độ quán tính đã thay đổi đột ngột là nguyên nhân chính tạo ra kết quả đó. - (Bùi Thái Tháp)

don gian thoi do momen luc bi yeu - (biennga)

So nhiều nguyên nhân,nhưng theo tôi có lẽ có 2nguyên nhân chủ yếu là quán tính giảm&lực ma sát tăng khi đi chậm,dẫn đến khó giữ thăng bằng. - (haidt1207)

Chào bạn Luân ! Sự ra đời của chiếc xe đạp là kết quả của việc ứng dụng nguyên lý " con quay hồi chuyển". Bạn hãy để ý khi một con quay quay quanh một trục thì sự cân bằng của nó sẽ càng ổn định khi nó quay càng nhanh,tức là nó sẽ không bị đổ.Con quay này hoạt động theo định luật bảo toàn động lượng. cái bánh xe đạp cũng vậy, nó lăn trên đường tức là trục quay sẽ nằm ngang , nếu bạn treo một đầu trục lên, thì đầu còn lại sẽ rơi xuống do lực hút trọng trường,nhưng khi bạn làm cho bánh xe quay với tốc độ nhanh dần thì đầu trục tự do kia sẽ bị nhâng dần lên,nếu quanh nhanh hơn nữa xẽ cân bằng với đầu trục bị treo kia,tức là đầu tự do của trục bánh xe đã chống lại trọng lực mà tự nhâng mình lên. toàn bộ các linh kiện trên cái xe đạp và kể cả bạn ,rồi khung xe đều được gắn trên trục quay của bánh xe vì vậy mà xe càng đi nhanh càng cân bằng và đi càng chậm thì càng dễ bị đổ - (saomaimocsom2014)

Ai cho rằng coi bánh xe như một con quay hồi chuyển giúp giữ thăng bằng là hoàn toàn sai. Bánh xe không đủ nặng và quay đủ nhanh để hiệu ứng trên cqhc đủ mạnh để giữ thăng bằng. Cái chính là lực ly tâm do quán tính khi ta đánh lái xe, trọng lực tác dụng vào xe và nguời lái, hợp lực 2 lực này rơi vào đường thẳng nối 2 điểm tiếp xúc của 2 bánh xe với mặt đường. Trên thực tế thì nguời lái luôn phải điều chỉnh để điều này gần chính xác nhất, chạy càng chậm, quán tính ly tâm càng it khiến việc điều chỉnh khó khăn hơn. Còn con quay hồi chuyển chỉ ap dụng trong moto 1 bánh, moto điều khiển từ xa, và bánh đà có khối lượng đáng kể so với xe, vận tốc quay cao hơn nhiều vận tốc quay của bánh xe. Thân gửi các bạn, mong nhận được ý kiến đóng góp tích cực! - (Nhan Nguyen Trong)

Xe đạp với xe máy ít bánh nên khó giữ thăng bằng ở tốc độ thấp.....^^ - (chungpham)

Do lực quán tính. - (Đại Lê)

Khi bạn chạy nhanh thì lực đẩy lớn hơn lực hút tâm nên bạn không ngã, khi bạn chạy chậm ở tốc độ nhất định nhỏ hơn lực hút tâm thì bạn sẽ ngã thui hehe đơn giản mà - (thaiminh)

Đó là nguyên lý : Con quay hồi chuyển . Khi bánh xe quay (khi xe đang chạy với vận tốc v). Nó sẽ sinh ra một lực có chiều chống lại sự thay đổi trục quay của bánh xe ( Nghĩa là dù xe nghiêng hướng nào cũng sẽ có 1 lực kéo lại không cho xe đổ). Khi xe đi chậm hay đứng yên lực này sẽ rất nhỏ, xe chịu lực tác động của trọng lực, với 2 bánh xe là mặt phẳng chân đế. Mặt phẳng này tương đối nhỏ sẽ làm xe đổ dể dàng. - (Vũ Đình Thanh)