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Bicicleta sem ciclista desmente teoria sobre equilíbrio das magrelas

Bicicleta sem ciclista desmente teoria sobre equilíbrio das magrelas
O equilíbrio de uma bicicleta é gerado por uma combinação complexa de diversos efeitos físicos associados com a distribuição de massa e com o movimento.[Imagem: Kooijman et al./Science]

Depois de séculos rodando por todo o mundo, sempre da mesma forma, parecia pouco provável que as prosaicas bicicletas tivessem algum segredo ainda escondido.

Mas uma equipe de pesquisadores norte-americanos e holandeses descobriu que tudo o que a ciência achava que sabia sobre o que faz uma bicicleta se equilibrar está errado.

Giroscópio e cáster

A descoberta, que mostrou como uma bicicleta adequadamente projetada pode dispensar o ciclista para se equilibrar, deverá ajudar a construir veículos de duas rodas melhores e mais seguros.

Até hoje se acreditava que o equilíbrio de uma bicicleta era gerado por dois efeitos atuando simultaneamente: o efeito giroscópico e o efeito cáster.

Na verdade, conforme revelou a nova pesquisa, esses efeitos nem mesmo são necessários para que uma bicicleta pare de pé.

O equilíbrio é gerado por uma combinação muito mais complexa de diversos efeitos físicos associados com a distribuição de massa e com o movimento.

Bicicleta-conceito

De posse de seus resultados teóricos, os cientistas projetaram uma bicicleta com a combinação correta desses efeitos.

O resultado é uma magrela que se equilibra em movimento mesmo sem a presença de um ciclista - ou seja, uma bicicleta que se equilibra sozinha.

"As bicicletas podem ser auto-estáveis mesmo sem os efeitos giroscópio e cáster," diz Andy Ruina, da Universidade de Cornell, que trabalhou em colaboração com pesquisadores das universidades de Wisconsin, também nos Estados Unidos, e Delft, na Holanda.

Tão logo tende a se desequilibrar, a bicicleta de teste força uma curva no sentido em que iria cair, voltando a se equilibrar automaticamente.

Bicicleta auto-estável

Para provar que os efeitos giroscópico e cáster não são necessários, os pesquisadores construíram uma bicicleta cujo projeto anula esses efeitos.

A bicicleta de teste tem duas rodas pequenas, cada uma tendo um disco em contra-rotação, o que elimina o efeito giroscópico. Colocando a roda dianteira ligeiramente à frente do eixo de direção, gera-se um efeito cáster negativo.

Quando impulsionada manualmente a uma velocidade acima de 8 km/h, a bicicleta- conceito - de resto como a maioria das bicicletas normais - mantém-se naturalmente em equilíbrio.

Espaço de projeto

Embora o objetivo do trabalho fosse explorar os princípios básicos que dão equilíbrio a uma bicicleta, os cientistas afirmam que sua análise pode levar a melhorias no projeto dos veículos de duas rodas.

"O processo evolucionário que levou ao desenho tradicional das bicicletas atuais pode não ter explorado regiões potencialmente úteis do espaço de projeto [design space]," dizem eles.

Bibliografia:

A Bicycle Can Be Self-Stable Without Gyroscopic or Caster Effects
J. D. G. Kooijman, J. P. Meijaard, Jim M. Papadopoulos, Andy Ruina, A. L. Schwab
Science
14 April 2011
Vol.: 332 15 pp.339-342
DOI: 10.1126/science.1201959




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