自転車とが倒れないのは偶力によるものっていうけど

いろいろなサイトいって読んでみるけどよくわかりません

だれか高校生でもわかるように教えてください！

メコス自転車とが舐めれないのはマン力によるものっていうけど

車道から歩道に移ろうとするときによく車輪をとられてこけそうになるね。

おれ昔、自転車でネコひいてコケたことがある。
ネコは逃げてったから大したケガじゃなかったと思うけど。

一輪車ってなんで倒れずに走れるかわかる？
自転車もそれと同じ。

高校生までの知識だと理解できないと思う・・・
剛体の力学を勉強すれば、少しは分かるようになるかも。

似たような話で、コマが倒れない理由を、某学習雑誌に
「コマに働く遠心力が、コマの軸を倒さないように釣り合ってる」と書いてあったのを思い出す。
小学生ながら、この説明は酷いな、間違っているなという確信はあった。
「わかりやすい」ことを心がけた解説の中には、嘘をすり込むものであるので気をつけて。

一輪車が倒れない理由にコマの理屈は関係ない。
一輪車と同じことを自転車もやっているということ。

>>7
コマが倒れない理由を説明できずに、自転車が倒れない理由は説明できない。
知ったかぶりはカッコわるいよ。
自転車が止まっていれば倒れやすいけど、スピードを出せば倒れにくくなるでしょ。
>>1もその理由を聞いている。

一輪車が倒れないのは、人間ががんばっているだけ。止まった自転車も練習すれば倒れなくなる。

＞一輪車が倒れないのは、人間ががんばっているだけ。

これで済ませちゃうのか。
どうがんばっているかが大事なんだが、まあやったことない人にはわからないか。

なんだかんだ言って結局誰も答えられないんじゃん。ださいな。

倒れないのは偶力によるものって、ぜんぜん意味わかんねーな。

自転車が倒れないのは俺のハンドル裁きが素晴らしいため

茨

コマに倒そうとするトルク(偶力)が働くとそれと垂直で、回転(軸)の方向とも
垂直(外積)の方向に力が働く。自転車の場合は、前輪が可動で、ハンドルと
連動していることもあって、前輪の回転があれば何の制御もなく自転車は倒
れずにかなり進むことができるのではと思う。

なるほど。自転車の場合は、自転車を倒そうとトルクが水平面上を回転する運動となるように働く。
ハンドルが可動だから、たとえば体重を左に傾けるとハンドルも左にきれて、地面上を円運動するようになっているんですね。

自転車の場合、両手を離しても運転できるのは、体重移動だけでハンドル
制御の代わりができ、そのときは軌道を決めて物を避けることもできない
。というより、自転車は、体重移動なしにハンドルをきることはできない。
ハンドル制御と体重移動はセットだろうと思う。村田くんという自転車の
りロボットの背中の回転板の動きをみたとき、これはすごいと思ったが、
なにか積分的動きだった。

コマの倒れない理由は、ミソすり歳差運動、軸の回転によって倒そうと
するトルクに対抗するトルクを発生しているという。コマの回転が速け
れば、味噌すり運動は、ゆっくりでよく、ほとんど止まっているように
見えるほど傾いたまま倒れない（回転している)棒もできるという。

コマの説明は、倒れないって言うより、ゆっくり倒れる理由の説明だな。

つまり傾いたコマの軸が垂直に戻る動きの説明ではないということね。

まあ、コマの軸は独りでには垂直に戻らないからね。
重力で生じるトルクはコマを倒す方向には働かず、歳差運動を引き起こす、というだけのこと。

そしてそのコマの理屈を自転車にあてはめると、
やはり倒れないというより、ゆっくり倒れる理由の説明ということになる。

そしてさらに。
その倒れない力が、実際にどれだけ大きな作用をしているのか。
軽量化されたタイヤでは、その力はほとんど意味がないのではないか。
軽くても充分に倒れない力を発揮してるのか、本当か？てことだ。

自転車が倒れないのは倒れたらそもそも使い物にならない道具だからだよ。

　　　　 γ''""ヽ　≡≡≡..　　　 ┏━━━━━━━━━━━━━━┓
　　　　 U･ェ･,,U 、　≡≡≡.　　┃.　ｱﾌﾞﾈｴ 邪魔だからどけよお前ら┃
　　　 O┬Oｃ　）〜　≡≡≡　　┗━━━━━━━━━━━━━━┛
　　　　（＊）ι_/（＊）　≡≡≡

コマの理屈で説明できるのは、回転体の単体、たとえば１０円玉がすぐに倒れずに転がっていく理由であって、
車輪より何倍も重いフレームと人間が倒れない理由の説明としては、無力に近いのではないか。
地球ゴマが、５０グラムの回転板に対して外枠が５００グラムもあったら、
すぐに倒れて使い物にならないってこと。

コマが倒れない理由は反重力に決まってるだろ！

http://www.graveng.com/

コマも自転車も倒れないに決まってるだろ！

俺の会社は自転車操業で倒れそうとかゆう話だろ。

ジャイロプリセッションは関係してないの？

どう関係すると思うの？

自転車が倒れないためには、傾き始めた方へハンドルを切って前輪を進め、倒れこみを止めればよい。
それは手のひらの上に立てた棒が倒れないように手を動かし続けるのと同じことだ。
自転車に乗っている人がそれを常に制御することは別に困難ではないが、
自転車は前輪の的確なキャスター角とトレールによってその制御をほぼ自動的に実現しているので、
人は少ない制御で快適に乗り続けることができる。

車輪のジャイロ効果がハンドルの方向を変化させる力を発生することが考えられるが、
それが安定制御にどれほど大きく貢献するかは疑問だ。
実験をするなら、キャスター角９０度、トレール０の自転車を作ってみればよい。
自転車はジャイロ効果で安定走行すると主張する人なら乗ってくれるだろう。

スレがたって初めてまともな解答がでたなｗ

Physics Todayにまさにこの話題がある。
http://www.phys.lsu.edu/faculty/gonzalez/Teaching/Phys7221/vol59no9p51_56.pdf

これを訳したのもパリティ誌から出ていたはず。

＞　だれか高校生でもわかるように教えてください！

この問題は古くから「ネットニュースの自転車板」でも、議論されてた問題だけど、長い議論の結果でも、
結論が出なかったような、かなり難しい議論と言えるのかも。

最大の論点は、【 車輪のジャイロ効果が、直接安定性に寄与しているのか？ 】、と言う部分だったと、
私は記憶してるが、その部分の成否が最後まで残ってしまった。

しかし基本的安定に寄与する力学の部分とは、前輪の向を変えると、自転車を支える車輪接地部の、
左右の位置を変化でき、上部に有る「重力と遠心力のバランス」を保つ、【 動的な安定 】が可能となる。

【 動的安定 】とは、人間が立っていられる原理や、スキーで上手く滑ることの出来る原理や、箒などを、
下から一本指で支えて動かして倒れないようにする原理だと、説明すれば、理解できるのだろうか。

これらの場合は、「ジャイロの効果」なども使っていないので、必ずしも「ジャイロの力」が、安定性には、
必要とはされいない事も、これらの事例で証明されることになるはず。

　
【 車輪のジャイロ効果 】か車体の安定性に寄与している部分とは、どちらかと言えば、前輪の方向などを、
これから倒れようとする方向に自動的に向けてくれる、回転力＝（偶力）が発生している事と言えるでしょう。

この上手く出来た、【 ジャイロの力を利用したハンドル操舵システム 】により、両手の手放しでも、安定した、
直進の走行が可能となっています。

しかし最近では、「ラジコンバイク」なども作られ、バイクが倒れた状態から、後輪を急激に空回しすることで、
「車輪のジャイロモーメントが働いた」と思われる、急激な立ち上がりの様も見られるようですね。

ジャイロモーメントによる、歳差運動＝（みそすり状の動き）や、そのモーメント力についての詳しい解説は、
少なくともその当時は、ウエブ上に皆無だったので、それ以上の解明も出来ないままになってしまっています。


Ｙｏｕｔｕｂｅ　　ラジコンバイク
http://www.youtube.com/results?search_query=%E3%83%A9%E3%82%B8%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%90%E3%82%A4%E3%82%AF&search_type=&aq=f

だんだんと難しい話になってきたな。
俺の感覚だと、みんな真剣に練習したから倒れないんだと思う。

たぶん、ジャイロ効果の無い自転車を実際に作ってみて、普通に倒れずに乗れるかどうかを
実験してみないと決着はつかないと思う。

ジャイロ効果の無い自転車は、前後の車輪それぞれに同軸で逆回転するフライホイールを取り付けた
ものを作成すればいいだろう。

＞　ジャイロ効果の無い自転車

>>34 の写真中に、そう言うのが見えたような気がしたのだが。。

前輪だけなのが残念だが、かなり近いね。
じゃあジャイロ効果は「安定性にすくなからず寄与してるけど必須ではない」でいいんじゃないの?

ロードはタイヤが細くて軽いからジャイロ効果も小さい、故に乗りにくいという理屈になるけど、もしそうならロード乗り涙目

＞前後の車輪それぞれに同軸で逆回転するフライホイールを取り付けたものを作成すればいいだろう。
？？？
意味が分からない

＞　意味が分からない

「同軸で逆回転するフライホイール」では、＜　ジャイロ効果の消える事　＞が、実験で確認されている。
しかし個人的には、前輪に逆回転するフライホイールを付けるのは、別の意味で問題になると思った。

前輪のジャイロ効果が無くなれば、「ハンドル軸を自動的に傾く方向に回す作用」も、同時に削がれるからね。
その結果、「手放し走行的な操縦安定性」が皆無になってしまって、かなり乗り難くなるはず。

偶力とゆうのはね例えばイスについてるキャスターあれは常にイスを押した方にタイヤが
向くでしょ基本的には自転車も一緒で例えば後輪が滑っていても自転車の向きに関係なく
滑っていく方に前輪が向く
でなぜ自転車が傾くとハンドルが切れるのかとゆうとそれはタイヤの側面が地面に接地
してるからそこが後ろにひっぱられてハンドルが切れてるんだよ
わかりやすい方法はイスのキャスターのタイヤの左側だけ接地するようにして押してみると
解りやすい

とっくに終わったスレで唐突に何言ってんだ？

両手放し運転してみると判るが、漕いでるだけで倒れず走れるわけではない。
常に重心を意識してバランスを取る必要がある。


キャスター角といって前輪は斜めに回転軸が付いていて、しかも回転軸よりフォークは前方に曲がっている。
だから止まっていても右に傾ければ前輪は右に向き、左に傾ければ左に向く。
人間は素直にその効果に従ってその効果を強化するようにハンドルを操作すれば倒れず走れる事になる。

もし人間が操作しなければどうなるか、
右に倒れはじめるとハンドルは右に曲がるために遠心力とバランスして倒れるのは遅れるが、引き起こしてくれるわけではない。
そのまま自転車は円を描く軌跡を描き始める。

この為、自転車を坂道などを無人で転がした場合必ず倒れる事になる。

メコス自転車とが倒れないのは慢力によるものっていうけど

>>46
ちょっと違う
走行中のキャスター角はハンドルが切れるタメじゃなくてハンドルを進行方向に向けるタメに付いてる
だからキャスター角が無い場合はハンドルが切れすぎて曲がり難くなるよ

>>48
たしかに、垂直に自転車を起こした時に、ハンドルをまっすぐに向かせる効果があります。
でも、キャスター角が垂直の場合、そもそも傾けてもハンドルは曲がりませんよね

>>49
曲がるよハンドルの軸から横にずれた接地面が後ろに引っ張られるから
分かり易く説明するとキャスターの効果は接地面がハンドル軸に引っ張られて
安定するのは解るでしょ
接地面自体がタイヤの側面にあればその接地面が後ろに引っ張られる訳

>>50　ちょっとおっしゃるイメージがつかめません

垂直でハンドル回転軸の真下にタイヤがあるならそのような効果は出ないでしょう。
通常の回転軸より前にタイヤがあるフロントフォークを垂直にすると、
スーツケースについてるようなキャスターと逆構造になり
倒すと、倒した方と逆に曲がりそうに思えます。

>>51
これで理解できないならまずはキャスターでなぜタイヤが進行方向に向くのか
理解するとこから始めるしかないよ

キャスター角がある＝トレールがある
とは限らない

例えばキャスタートレールがないタイヤの場合真平の地面で直進しか
しないならそれほど問題は無いが何が問題かとゆうと
接地面が軸の左右に偏った場合にその接地面が後ろに引っ張られて勝手にタイヤが横向いてしまうんだよ

なるほど、トレールというのですか。　タイヤの接点と、フロントフォークの回転軸の延長点との差ですね。

>>52
スーツケースに付いてるキャスターにはトーレルが取られています。
これがタイヤの摩擦によって進行方向と逆方向に車輪接点が行く事になります。

しかし自転車の場合、バイクと違ってこのトレールが小さくなるようにフロントフォークは前方に曲がるか
または車輪取り付けを前に来るような機構になっています。

ですからそのままキャスター角を垂直にすると、スーツケースのキャスターとは逆位置になります。
これが私が「倒すと逆方向」と感じた理由です。

自転車の場合、なにかにぶつけて、フロントフォークが後ろに曲がり、
トレールが長くなると普段の利用では支障は感じないのですが、
手放し運転が不安定になる経験をした事があります。
タイヤを外して鉄管突っ込んで曲げて直したら、その不安定も直りました。

たぶん、傾くと曲がるという特性が、キャスターが付いていてトレールが短い事にあるのかもしれません。
バイクのように速度が出る場合、トレールが大きくていいけど
自転車の場合、トレールが大きいと倒れても曲がらない＝手放し運転が難しい　という事になるのかもしれませんね

>>56
たぶん止まってる時にキャスター角があるから傾くとハンドルが切れる
とゆうのが根本にあるからおかしくなってくるんじゃないかな？
それはあくまで傾いている自転車を支えて接地面にかかるベクトールが垂直に
なっていることが前提なんだよ
実際に走っている自転車の接地圧のベクトールは重力と求心力が合わさって自転車と殆ど平行だから
傾けた自転車に垂直に重力だけがかかるようなことは無いんだよ

>>57
キャスター角が付いていて、トレール調整が無ければ
車体を倒したら、そのまま90度向いてしまいませんか？

キャスター角が付いていて、トレールが小さくなる（フォークを前方に突き出す）調整がされてる
から低速でも車体の傾斜に応じた向きに向く訳です。

自転車の場合、
「10円玉を転がせば、傾いた方向に曲がり、遠心力とバランスして倒れない」
効果が十分に発揮されるより小さい速度では？

>>58
まずキャスター角が無くてもハンドルは切れるとゆうこととキャスタートレールはハンドルの切れを抑えるとゆうこと

トミーと一緒にサイクリングに行けますように。

動き出す瞬間は、テクニックによって倒れないようにバランスをとる努力が必要。
いったん前に向かって動き出したら、慣性の法則によって前向きの等速直線運動を維持しようとする。
等速直線運動を維持しようとする作用の方が横に倒そうとする作用を大きく上回るから、
自転車は横には倒れず、前向きに進み続ける。

････････････こんな説明では駄目ですか？

それで自転車の仕組みを説明できるなら、キャスターもトレールも必要ないな。
ハンドルが切れる必要もない。

もう少し分かり易く説明すると例えばキャスタートレールが全く無い場合は
ハンドル軸の真下にタイヤの接地面があるわけ
その自転車が傾くとタイヤの接地面が軸の真下じゃなく横にずれる
この横トレールが接地面を後ろに引っ張って低速でもハンドルを切る力になってんだよ

>>63
まあそういう効果はあるだろうけど、
もし垂直キャスターに　トレール0で　走行中に手放ししたら　ハンドルが一瞬でクルリと回ってブチこけるだろな。

倒れない説明には不向きな効果だと思うよ。

すぐに倒れないためには、傾斜に応じてハンドルが回って遠心力と釣り合ってくれないといけない。
その時間の余裕を人間が使って傾斜角を調整して重心を立て直すわけだ

>>64
不向きとゆうよりもこのハンドルが切れる力をキャスタートレールで抑えて丁度良くしてるんだよ

自転車が左右にかかるベクトルより地面との接点に強い推進ベクトルがかかっていて、そのベクトルに合わせようと自転車全体のベクトルが推進方向にかかる事で限界強度までのバランスが維持されている。
ハンドルを曲げると推進方向が変わりそれに合わせようと自転車全体のベクトルが変わる、このときは後輪にかかっているベクトルと前輪にかかるベクトルの向きが違うので前方向にかかる推進ベクトルなら後輪は前輪と直線にしようと車体の向きを変える。
もし推進ベクトルが地面にかかっているベクトルより強い場合は後輪はスライドを起こすし、もし強度がその合わせる時のベクトルにまけていれば自転車が壊れる。

だから、どんな不安定の物質でも、推進ベクトルが強ければ物質は空中分解してでも推進方向にベクトルをあわせようとする。

適当だけど

自転車が倒れないのは、あくまでも人間が倒れないように操縦してるからである。

車体が右に倒れれば、ハンドルを右に倒し、遠心力とバランスを取った状態からさらに右に倒す事で車体は起き上がる。
起き上がればハンドルを戻す。
普通は戻すタイミングを少し遅らせる事で車体を左に倒す。
それは、進行方向が右を向いてしまっているのを調整するためだ。　

自転車を直進させるには、この右に向け左に向けが必ず必要であり、習熟と共にそれは目立たなくなる。

その段階に達すると、ハンドルを意識して操作するというイメージは消える。
ハンドルは手で抑えているだけとなり、進行方向を変えるのは傾きを変えているイメージとなる。
つまり重心移動で操作してる。

そうなればタイヤ直径の大きい自転車では両手離し運転も可能だ。

もともとは自転車が手離しでも安定して走っていられるのはなぜかが問題なわけだが

>手離しでも安定して走っていられるのはなぜか
人間が乗っている以上、インテリジェントにフィードバックしちゃうからね。
人間を乗せないで自転車を走らせないとね、単純な物理の問題には帰結できない。

でも自転車は、人間が乗って走る、が前提で作られてるからね。

>>68
手離しで自転車乗ったことがない人ならそんな疑問は持たないはずだよ。

オリンピックの体操選手みたいな運動神経の持ち主じゃないウンチおばさんでも、
普通に自転車を走らせられるから、人間が操作するから自転車は倒れない、じゃないね。
だけど人間の胴体手足も自転車の構造体の一部なんだよね。
そこらへんでね、混乱しててね、おかしな議論がずっと続いているんだよね。

じゃあ、
ラジコンバイクが安定して走っていられるのは何故か
てことで。

これでも見て仕組み考えたら？

http://www.youtube.com/watch?v=ru8TNQNeijA

あと、これも

http://www.youtube.com/watch?v=-TqC6dIFOSM

それおもろいな>>73

>>73
ジャイロ効果凄いな
これ見るとやっぱり一般の自転車でもジャイロがかなり寄与してると思わざるを得ないわ

ジャイロ効果は面白いけど自転車の舵角が沢山必要な低速ではほとんど効かなくて舵角が
小さくていい高速で効いてしまうから
実際はジャイロ効果はできるだけ減らすように作られてるよ

>>71
それは、普段の人間の重心移動と同じだからだと思うよ。

人間は立っている時、
右に傾くと、足の裏の設置面重心を　重力重心より右に動かす操作を常にしてる。

自転車も右に倒れそうなら、踏み足が右に来た時に踏ん張るような重心移動をすれば自然に起き上がる

>>78
片足で立つようにしてみると解りやすいんだけど自転車の場合は踏み込んだほうに倒れるよ

>>77
上の文と下の分が繋がってないよ
低速で弱く高速で強いんだから、特殊な例を除けば別にジャイロ効果を減らす必要は無い
実際には単なる軽量化の結果ジャイロ効果が減ってるだけ
ジャイロ効果が無くてもキャスタートレールの効果で安定性と旋回性能は保たれる

>>80
繋がってなくはないよジャイロプリセッションでハンドルが切れることをいってるんだから

自転車の前輪はハンドルを介して人間の腕に固定されている。
人間の体はサドルとペダルに、回転可能な連結器によって自転車に固定されている。
垂直の自転車が倒れる角速度は最初はきわめてゆっくりである。

人間は常に自分の体を鉛直にするような姿勢を無意識にとる。

これで、船の傾いたときの浮力中心と重力中心の方向が逆のモーメントで、
直進する自転車は倒れない、の理屈にならないだろうか？

では、曲がっている（倒れようとしている）自転車が倒れない理由は？、なんだけど。。

ちょっと「てにをは」がおかしかった文章だけど、いいよね。＾＾
あと、
走っている自転車は転がり摩擦だから、姿勢の変更にたいしての地面の抵抗はちいさい、
ね。

だからさ、それじゃあハンドルが切れる必要もないだろ。
なんのためにハンドルが切れ、キャスターやトレールが必要なのか。

本当に乗っている人間が重心調整していることにより立っていられるだけなら
低速だろうが高速だろうがふらつくことは無いんだが
実際は歩く程度の低速では相当バランス感覚が良くないと倒れる

とりあえず、
まっすぐに走っている自転車が倒れないのはなぜ？を考えてるの。
曲がっている（倒れようとしている）自転車が倒れない理由は？、
はまだなの＾＾

>>86
まっすぐに走っている自転車が倒れないのは倒れそうになったほうに微妙にハンドルが切れるからだよ

このまっすぐに走っている自転車は、まっすぐに走っている一輪車、なんだけど。。

なんのこと？

自転車咎

>>89
だからさ、一輪車と（ハンドル操縦の無い）自転車の違いはさ、
それに乗ってる人にかかっている前後方向の回転軸があるか？無いかの違い。
自転車は直列の車輪が二つあるから、その回転軸がない。
乗ってる人は自分が前後方向に回転させないような行為をする必要がない。
それだけの違いだから、直進してる自転車は一輪車だってこと。

そんな俺設定を得意気に言われてもな

うんうん。（笑）

>>79
だから、右に倒れてる時＝右にハンドルが曲がってる時にペダルに力を入れてやると、
速度が上がって遠心力で起き上がるだろ？

>>94
>>78は加速じゃなくて踏み込んだ重心移動で起こすといってるんだよ
右にハンドルが向いていても右足で踏んばると右に倒れるよ

落とした500円玉が自販機の下に転がり込むまでは決して倒れないのは日頃の行いのせい？

それはマーフィーの法則だろ

例えば自転車が右に倒れようとしたら、タイヤと地面にはそれに
よる摩擦が生じるけど、摩擦によってタイヤは右向きの力を受けて
倒れるのを妨げられる。
走行中はタイヤと地面の進行方向に対する垂直の摩擦力が大きく
なるとか？走行中はタイヤに単位時間辺りその進行方向と垂直の
摩擦力が多く働くとか？

摩擦はタイヤが空回りしないとほとんど働かないし、仮に相当な摩擦力がはたらいたとしても、
自転車が右に倒れようとしたときにタイヤが右向きの力をうけることはないだろう。

>摩擦はタイヤが空回りしないとほとんど働かないし
ちょ、逆でしょ。空回りすると静止摩擦力が動摩擦力になるので
一気に働きが落ちる

全てに当てはまるかどうか分からないけどタイヤの断面が丸いから倒れない部分も大きいと思う。
傾いて接地面がずれるとずれた部分は半径の違いにより対地速度に差が出る。接地面の中心から内側
はより遅く外側はより速くなる。結果タイヤは倒れた方向に曲がろうとする。重心は少し上にあるか
ら弧を描くように回転する為遠心力でタイヤが倒れようとする力は抑止される。
太く丸みが強いほど復元力は高くなる。ハズ・・・

>半径の違いにより対地速度に差が出る
それが効くほど傾くってどんだけ？ってpapaかよorz

競技用の自転車のタイヤなんて親指くらいの太さしかないんだけどな

>それが効くほど傾くってどんだけ？ってpapaかよorz

あ〜書き方が分かり難かった？タイヤの接地している部分の外側と内側の部分話。
玩具のバイク用タイヤみたいな奴で簡単に体感できるよ。

>>104
>タイヤの接地している部分の外側と内側の部分話。
それはわかってるよ。大雑把に言って傾き角のcosでしか効かないのに、
実際に走ってるときにそれが効くほど傾いてるかって話だ。しかもすでに
上でさんざん議論されているトレイルによるハンドルの切れの効果に比べて
有意に効いてくるほどに

飛行機の揚力の件もそうだけど、おまいさん、定性的な話だけで論を進めて
定量的な話がとことん抜けてたり、過去にどんな議論がなされていたかを
全くフォローしていなかったり、にもかかわらず
>あ〜書き方が分かり難かった？
こんな感じに露骨に相手を見下すような態度に出たり。何で叩かれてるのか
少しは省みることを勧める

>こんな感じに露骨に相手を見下すような態度

ちゃんと「と思う」って書いたけどそれに対する返答で
>それが効くほど傾くってどんだけ
だったから分かり難かったのかなと思っただけ。

>傾き角のcos

タイヤは柔らかいので接地面は変形しており、抵抗も大きいので効果はもっと大きいですよ。
つ〜てもキャスター角程の効果は無いですけどね。２番目３番目以降であげられる効果があると
すればコレはどうですか？って意味ですが。

分かり難かったと判断したことではなく、タメ口の口調のことを言っているのだが＞見下した態度

>タイヤは柔らかいので接地面は変形しており
だから「大雑把に言って」と断ってるでしょうが。
そもそも対地速度を決めているのは車輪の中心からの半径であって
タイヤが潰れたらその半径の差は小さくなる方向だぞ？
自分で首締めてどうする
ともかく、

>>105
papaって叩かれてるのか？　あんただけじゃないの？
ため口ではあっても相手を見下してるようにはまったく見えないが

>papaって叩かれてるのか？
「飛行機って何故飛べるんですか」スレでの活躍っぷりを参照

あんたが粘着してるだけだろ

相手してた１人ではあるが、漏れだけじゃないよ。
で、あれを見てpapaに問題なしと思うの？

papaは間違っていたとしても、いちいち人を貶すことはしない。
はっきり言って、あんたがｳｻﾞｲ

>>112
>いちいち人を貶すことはしない。
んなこたーない。自分の説明不足を棚に挙げて、この説明で理解できないのは
相手の理解不足だ勉強してこい、などと言いたい放題だった。そのときに強く
抗議したにもかかわらず、また舐めた態度を示してきたので改めて抗議した
までのこと。初出の人相手ならここまで言わない。

こちらから見れば事情も知らずにヨイショするお前がうざい。そのへんは
お互いさまだ。不服なら来なければよい

＞不服なら来なければよい

何様だよ

　　　　　　　　　　　　　　　　　　ヽ人人人人人人人人人人人人人人人ノ
　　　　　　　　 ／￣(Ｓ）~＼　　＜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＞
　　　　　　　／ ／ ∧ ∧＼ ＼＜　　嫌なら見るな！　嫌なら見るな！ 　＞
　　　　　　　＼ ＼( ﾟД,ﾟ ) /　/＜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＞
　　　　　　　　 ＼　　　　⌒　/　　ノ Y´｀Y´｀Y´｀Y´｀Y´｀Y´｀Y´｀Y´｀Y´｀Yヽ
　　　　　　　　　　）_人＿ ノ 　
　　　　　　　　　 /　　　　/
　　　　　 ∧＿∧ ■□ （　　　　）)
　　　　　（　　　； ）■□ ￣￣ヽ
　　　γ⌒　　　⌒ヽ ￣￣ﾉ　 ﾉ
￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣|

>>114
単なる提案であって命令してるわけでもないしそんな権限もないのに
何でそんな捨て台詞になるのか意味わかんね。

>タイヤが潰れたらその半径の差は小さくなる方向だぞ？

机上だと分かりにくいですか？実際に自転車のタイヤを転がせば分かると思います。
が、確かに「自転車が倒れない理由」としてあげるほどでは無いような気がしてきました。

>>117
もしかして旋回中心からの半径の違いの話をしていないか？
おまいの説明方針にできるだけ則れば、何らかの原因で
タイヤの接地面に速度の違いができて、それがタイヤを
曲げるのでは、と言いたいんでしょ？

で、その接地面の速度の違いを作り出すのは車輪の軸からの
半径の違いだとこちらは指摘しているわけ。で、それは
大雑把には傾き角のcosでしか効かないし、タイヤがつぶれれば
半径の違いを小さくして曲がりにくくなる方向だと。

先に旋回することを前提にして、その旋回半径の違いで対地速度の
差を説明しようというのは原因と結果を取り違えてる

タイヤが傾けばタイヤが地面を押す力も斜めになり、その反作用として
タイヤが地面から受ける力にも進行方向に垂直な横成分が発生するので
(しかも傾き角のsinで)、傾いた方向へ曲がるのは自明のような気が
するんだけど、なぜ速度差だのという難しい話になっているのかわからない

>>692
S=-m∫ds=-m∫ds/dτ・dτ
δS=δ∫Ldτ
∴-md^2t/dτ^2=0 ∵）ds/dτ=1

>もしかして旋回中心からの半径の違いの話をしていないか？

ちがいます

>大雑把には傾き角のcosでしか効かないし

これも多分違います。それ以外の要素も大きい。

>タイヤが傾けばタイヤが地面を押す力も斜めになり

「傾いている」だけでは地面を押す力は斜めにはなりません。車のキャンバーが良い例だと思います。
勿論旋回が始めれば遠心力でそのようになると思います。
タイヤは垂直で地面が傾いている場合を想像して頂いても良いかと思いますよ。

>>もしかして旋回中心からの半径の違いの話をしていないか？
>ちがいます
車輪の中心からの半径でもなく旋回中心からの半径でもないなら
いったい何の半径の違いの話なのか？まじでわからん

>>大雑把には傾き角のcosでしか効かないし
>これも多分違います。それ以外の要素も大きい。
何の半径のことを言っているのかわからないので判断のしようがない。
それ以外の要素とか言われても何のことかわからない

>「傾いている」だけでは地面を押す力は斜めにはなりません。
これはいいけど、

>タイヤは垂直で地面が傾いている場合
これは明らかに地面に平行な方向に力を及ぼすことになるぞ

>車輪の中心からの半径でもなく旋回中心からの半径でもないならいったい何の半径の違いの話なのか？
いやだなぁ、車輪の中心からの半径に決まってますよ。「ちがう」は「もしかして旋回中心からの半径の違い」
を否定したに決まってるじゃないですか。

>傾き角のcos

私は車輪状のモノが転がっている状態で傾くと旋回する現象としては
・傾いた事によるバランスの崩れにより設置面が変化し結果旋回するもの、これは原理上回転軸が固定されていると起こりえません。
・回転軸からの距離の違いによる速度差によるもの、此方が私の書いているもので回転軸が固定されていても旋回力？を発揮します。
の２つの要素しか思いつきません。

でも自分で書いておいてなんだけどやっぱり「自転車が倒れない理由」では無い感じが強くなってきたな・・・

>これは明らかに地面に平行な方向に力を及ぼすことになるぞ

まぁ、重心がずれている状態だからね。でもそれこそ横方向の力は傾き角のcos？分だから其処は角度を控えめにして考えて頂くとして無視しちゃいましょう。

それはほとんど影響しないと思うよ

　車輪状のモノが転がっている状態で傾くと旋回する現象

は、みんなが好きなジャイロ効果で説明がつく

ジャイロ効果は、高速で走っているバイクが急ハンドル切ると
つんのめりやすいという現象の説明に適しており、バイクが
倒れにくいという現象の説明には向かない。

急ハンドル切ったらジャイロもなにもなく転ぶだろ普通

>>123
>いやだなぁ、車輪の中心からの半径に決まってますよ。
おｋ

>・回転軸からの距離の違いによる速度差によるもの、此方が私の書いているもので回転軸が固定されていても旋回力？を発揮します。
結局、漏れとおまいで考慮していた対象は完全に同じであることがわかった。
そうすると、傾いたことによる回転軸からの距離の違いはやはり
タイヤが潰れない前提なら傾き角のcosだし、タイヤがつぶれれば
それよりさらに速度差を小さくする方向、という結論は変わらない。

ここで、傾いたことによる回転軸からの距離の違い以外の項目を
持ちだしてきて「傾き角のcosではない、それ以外の要素が…」などと
考えている前提を勝手に変更して反論されてもこちらとしては途方に暮れるだけだ

>でもそれこそ横方向の力は傾き角のcos？分だから
この場合は傾き角のsinだろ。もはやどうでもいいが

>結局、漏れとおまいで考慮していた対象は完全に同じであることがわかった。

成る程「傾き角のcos」を勘違いしていたみたいですね。
最終的には「接地面の速度差による横の回転が発生するためタイヤは旋回する」でよいのですよね。

>それ以外の要素
いや、角度が同じであっても車輪の接地面の形状や柔らかさ、重量や地面との抵抗の大小で発生する力の
が凄く左右されるじゃ無いですか。そういった部分は単一のモデルを想定しての発言なのだろうとの考察
が足りてませんでしたね。単に私の中では角度よりも接地面の材質や形状の方が優先度が高かっただけで
すのでお許しください。

私的には単に「倒れないメカニズム」なら転がした十円玉の様に軸を固定しない場合のほうが何となく凄く感じます。
ただ此方はホントに自転車には関係ない話になっちゃいますね。

問題を自分なりに整理してみた。
まず倒れるとはどういうことかだが、つまりは回転運動を始めるということ。
で、当然自転車は並進運動してなければ(その意味での静止であれば)、立てた状態からは倒れる。
では走らせる(並進運動させる)となぜ倒れないのか？がスレタイの正確な問いだと思う。

そもそも倒れないのでなく、速さが増すとより倒れにくくなると言うべきだろう。
では、なぜ自転車が速いと回転運動をしにくくなるのか。
逆に自転車が遅いと回転運動をしやすくなるのか。
だれかが言ってたジャイロじゃないけど、一定の状態を保つような効果が生まれるんだと思う。
前輪が後輪と同一面上に位置するようになるように保持される効果。
つまり、前輪が右に傾けばそれを左に戻し、逆に左に傾けば右に戻すような効果。
これをイメージするには地面が逆に動いてるのを想像するとわかりやすい。
自転車が前進するのは、地面がその逆の向きに進んでるのと同じとみなせる。

>>129
>最終的には「接地面の速度差による横の回転が発生するためタイヤは旋回する」でよいのですよね。
ちょい待て。単に考慮していた対象が同じだったというだけで、それが有意に効くかどうかの
結論まで同じだとは一言も言ってないぞ。その効果は（ないとはいわないけど）小さいぞ、
ということを最初から(>>102)一貫して主張していたつもりなのだが。

自転車ではなくタイヤが単独で転がっている状況なら効くかもしれないが、
それもジャイロ効果と比べてどっちが優位かまではわからん

この想定を参考に、前輪がロックした状態と回転できる状態を比較してみる。
前輪の向きが左右どちらかに傾くとき、前輪がロックしてる場合は
地面の摩擦によってその傾きに応じて、進行方向Xに垂直な面YZの向きの力を前輪が受ける。
(Xを軸として自転車を回転させる向き。)
もちろん進行方向逆向きにも作用するが、それは問題にはならない。
当然この回転させる向きと逆の力を与えなければ、自転車は倒れる(回転する)
。通常この力は大きく、また瞬間的で人は対処できない。

では前輪が回転できる状態ではどうか。
前輪の向きが左右どちらかに傾くと、摩擦力がそのすべてが前輪の回転に作用できなくなる。
前輪の回転に作用するものとタイヤ自体に進行方向と逆向きにかかるものとになる。
この後者の力は自転車の進行方向逆向きに作用するので、前輪の最初の傾きを補正する向きに回転・作用する。
これによって走行する自転車の前輪が後輪と同一面になるような効果ができ、安定性を生む。
この補正の力は転がり摩擦ではなく、動摩擦としてタイヤ自体に進行方向逆向きに働くため
速さが大きいほどより大きな動摩擦力つまり補正の力を生む。
つまり速さが大きいほど、自転車は安定する。
逆に速さが小さければ、その力が弱いので前輪の傾きを補正機能が弱くなり、倒れやすくなる。
こう考えれば、定性的には概ねいいんじゃないかと思ったんだけども。。。

ロックした状態では、おそらく前輪の接地面前部がより大きな摩擦力を受けて
後部の補正の力を上回るから前輪の向きを補正できず、結果回転・倒れるんだろうと思う。

>この補正の力は転がり摩擦ではなく、動摩擦としてタイヤ自体に進行方向逆向きに働くため
普通に自転車を走らせている状態ではタイヤと地面の間の摩擦は動摩擦じゃなくて静止摩擦だよ。

>>134
いや、そこは動摩擦だと考えた上で書いた。
例えば自転車の前輪が大きく傾くと、多分補正効果はなくなる。
つまり、地面からの摩擦力はタイヤが転がる向きにはほとんど作用せず、
自転車の進行を止めるような動摩擦力がタイヤに働く。
ロックした状態と同じになるんだろう。
この力は自転車全体からすれば下部で作用し、その向きは進行を止める向きと
前輪をより一層傾かせる方向の成分に分解されるので結果横転する形で倒れるんだと思う。
前輪の傾きがそこまでないときは、補正効果が生まれる。
これは四輪でも同じで、横転事故なんかがそうじゃないかな。

あと、静止摩擦は静止状態から物体を動かすときの摩擦をいうから
転がり摩擦とは区別した方がいいんじゃないのかと思ったり。
もちろん動摩擦はスリップ状態に相当するから、
転がってる際の摩擦は動摩擦じゃないのは確かだろうけど
とはいえ転がってる際に加わってる力が静止摩擦というのは定義上無理がある気もする。

モーメントの合成で考えると、
直進方向の力が大きくなると、
たとえば左に倒れようとする力が働いたとしても、
斜め左に進む＝左に曲がることになるでしょ？
（下向きの力は地面が支えてくれる）

だから、直進方向の力が大きくなればなるほど、
倒れようとする力の影響は小さくなっていくはず。
（直進方向の力に対して小さくなる）

だから、自転車は倒れないんじゃない？

papaの言ってるのはキャンバースラストって言って実際あるんだけど
例えばタイヤを一個で転がしてる場合、タイヤのヨー回転の抵抗が少なくて
弱い力でタイヤの向きが変えられるからたとえキャンバースラストがあっても
自転車を曲げるほどではないんだよ
でもタイヤを前後に２輪繋げた状態にすると今度はヨー方向の回転に抵抗が
生まれるからキャンバースラスト自体も規制されるんだけど
そのヨー回転の抑制とキャンバースラストが高速域では強い旋回力になるんだよ
例えば自転車のハンドルを全く切れないようにして傾けて押すと
一見直進してるように見えるけど実際は大きいRを描いているから
そこを高速で曲がるときは逆にハンドルを少し外側に切って曲がることになる

これは検討すべきことは２つあるね。
１つ目は、ハンドルが自由に動けるのになぜ安定するのか。
２つ目は、ハンドルは傾かずに車体全体が傾斜してるとき、倒れないのはなぜか。
後者の問題は、自転車というより”車”の問題一般だろうね。
誰かが言ってた、本質的に一輪車と同等にみなせるというのは後者の問題についてだろう。

なぜ車体(車輪)が傾いてもそのまま傾くのを続けて倒れず、カーブするように動き続けるか。
それは、その傾いた動きを止める向きに力が作用しているから。
ではその力はどうやって生まれるのかだけど、多分こうだね。
車輪全体が傾く。そうすると車輪の回転によって地面から受ける摩擦力の向きが変化する。
なぜか。車輪が傾くと回転方向がその傾きの分ずれる。
その状態で車輪は地面を押す(蹴る)ので、その反作用として摩擦力も変化する。
その摩擦力の分力の１つが、車輪の傾きを止める向きになり、これを安定させる。

このズレはY方向に進む車輪面とそれと垂直なXZ面の交点たる直線方向となる。
回転する車輪の地面に対する力は、より正確には
地面を水平に蹴る力と地面と鉛直方向に押す力があるけど
地面を押す力は問題じゃないから、この場合水平面での蹴る力がどの向きになるかを考えればいい。
上記の直線に沿う形で当初の進行方向Yへの摩擦力が分解されることになるけど
鉛直方向成分は無視していいので、水平面で見れば、
摩擦力は車輪の傾きを止める向きにその分力が作用してることがわかる。

最後がうまいこと表現できないんだけどもさ。。。

>>138
傾くだけで曲がるのは戦車が曲がるとこを考えると解り易いよ
内側と外側で進む速さを変える
それが一つのタイヤの接地面の中で起きてる

あとハンドルがなぜ安定するかは
ロープの先に重りを付けて引っ張るとこを考えると解り易いよ
重りは常に自分の進行方向の後ろに来る
ロープの向きを前輪の向きだと考えると良い

>>139
その例や説明はわかりやすいけど、どうもしっくりこない所があるんだよなぁ。
車輪が傾斜してると直進できないことは説明できそうだけど。

仮に車輪が傾斜してて、直進できると仮定して考える。
傾斜した車輪が接地する部分は傾斜した側のタイヤ中央から縁にかけてとなる。
この状態で直進するにはタイヤ中央から縁の部分の円周が同じでなければならない。
しかしタイヤの中央と縁の部分では円周が異なってる。
よって最初の仮定は間違いとなって、タイヤは傾斜した状態ではスリップしない限り直進できない。

まぁこれは直進できないことの論理的説明としてはいいんだけど
力学的に円周が違うことでどんな作用が起きて向きが変えられてるか、
そこがうまくわからないなぁ。

>>141
力学的に言えば外周が違うものが同じ回転速度で回ってるから左右で進む距離に差がでて
向きが変わるんだよ

自転車でこけてケツ骨折しました。中二の秋のことでした

>>142
中二病？