Wissenschaftler lösen letztes Fahrrad-Rätsel

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Freihändig Rad fahren? Kein Problem, dank des gyroskopischen Effekts. Allerdings haben Wissenschaftler jetzt gezeigt, dass der Effekt bei der Erklärung dieses Phänomens überschätzt wird.

Lange Zeit hat die Menschheit geglaubt, dass es der gyroskopische Effekt ist, der ein Rad in der Spur und den Lenker im Sattel hält. Damit war auch klar, wie weit der Steuersatz am besten von der Nabe entfernt sein muss, um ein optimales Fahrrad zu bauen. Neben dem gyroskopischen Effekt kommt es beim Radfahren auch zu einer Pendelbewegung, über die das Fahrrad zusätzlich aufrecht gehalten wird.

Wissenschaftler der Cornell University, der University of Wisconsin-Stout und der niederländischen Technischen Universität in Delft haben aber jetzt ein Gerät entwickelt, das scheinbar auch ohne diese beiden Effekte auskommt.

Dabei liegt das Vorderrad vor der Steuerachse, so dass der Effekt des Auspendelns nicht greift. Zudem wurden die ohnehin äußerst kleinen Räder so angeordnet, dass sie sich in entgegengesetzte Richtungen drehen. Damit heben die Wissenschaftler den Effekt der so genannten Präzession auf. Wenn die Wissenschaftler das ‘Fahrrad’ anschubsen, dann bleibt es dennoch sehr lange aufrecht und hält die Richtung, bis es kurz vor dem Stopp doch noch umkippt.

Wissenschaftler haben ein fahrstabiles 'Fahrrad' entwickelt. Damit wollen sie neue Theorien über die Stabilität von fahrenden Rädern aufstellen. Quelle: Sam Rentmeester/FMAX
Wissenschaftler haben ein fahrstabiles ‘Fahrrad’ entwickelt. Damit wollen sie neue Theorien über die Stabilität von fahrenden Rädern aufstellen. Quelle: Sam Rentmeester/FMAX

Andy Ruina, Co-Autor des Forschungs-Papers und Professor für Mechanik, erklärt: “Es hängt damit zusammen, dass ein kippendes Fahrrad sich selbst steuert, wenn es kippt. Dadurch werden die Räder sozusagen wieder unter das fallende Rad geschoben.

Die Forscher haben herausgefunden, dass sich nahezu jedes Rad unstabil machen lässt, indem man entweder den Gyro-Effekt des Hinter- oder Vorderrades, die Lenkvorrichtung oder den Masseschwerpunkt verändert. Wie man sich das vorstellten kann, zeigt ein kurzes Video der Wissenschaftler.

Doch gleichermaßen lässt sich auch das Gegenteil erreichen: “Viele unstabile Räder lassen sich stabilisieren, in dem man diese drei Design-Variablen anpasst.”

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