F0.1.3 Einwand Freihändigfahren
Das Gegenargument gegen die einleitende S-Kurve stammt aus der Erfahrung, dass man schon als Kind wunderbar freihändig fahren konnte, auch wenn das die Eltern nicht gern gesehen haben.
Wie leitet man freihändig eine Kurve ein, ohne den Lenker zu berühren? „Verschiebt man den Schwerpunkt“, was nach dem Impulssatz ohne äußere Kraft aber als unmöglich bezeichnet werden muss? Wir wissen aber sicher aus Erfahrung, dass man Kurven einleiten kann, wenn auch nicht so „steile“ wie mit der Hand am Lenker.
Hier müssen wir eine Querverbindung zu den Schaukel-Untersuchungen anstellen (siehe Abschnitt F2.3 zum sitzenden Aufschaukeln), wo wir auch aus der Ruhelage (also ebenfalls gegen den Satz von der Impulserhaltung!) aufschwingen gelernt (und verstehen gelernt!) haben. Dort haben wir den Drehimpulserhaltungssatz um zwei parallele Achsen ausgenutzt, um in Winkel zu geraten, unter denen die Schwerkraft winkelgeschwindigkeitswirksam werden kann.
Betrachten wir das Fahrrad als stehendes (statt hängendes) physisches Pendel, können wir also durch Drehen des Körpers um eine in Fahrtrichtung liegende Achse (also seitliches Kippen!) eine geringe seitliche Schwerpunktverlagerung erzeugen, weil der Reifen das Fahrrades auch seitliche Kräfte aufnehmen kann und den inneren Drehmomentstoß entsprechend drehimpulserhaltend umwandeln kann. Diese geringe Verschiebung des Schwerpunktes reicht aus, um eine sanfte Winkelgeschwindigkeit für eine leichte Kurve (bezüglich der jeweiligen Geschwindigkeit bestimmt sich deren minimal möglicher Radius!) fahren zu können.
Wer möchte, kann ein Zahlenbeispiel analog zur Schaukel zum Beispiel aus drei Teilmassen und der Geometrie von Mensch und Fahrrad entwerfen, die Träghietsmomente bestimmen, eine Kippgeschwindigkeit der Körperlängsachse festlegen und eine geschwindigkeitsabhängige Kurve bestimmen…
Voraussetzung für das alles ist eine Fahrradkonstruktion, die ein Enschlagen des Lenkers beim Kippen (kann man beim Schieben testen, wenn man das Rad am Sattel führt und ankippt) zur Folge hat. Das hängt also von der Form und der Gewichtsverteilung von Lenker und Gabel (incl. Steuersatz) ab.
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