Από τον Κ. "astrahan" Π.

...ή αλλιώς, γιατί χρησιμοποιούμε έναν λάθος ορισμό.

Είναι γνωστό στους περισσότερους οδηγούς μοτοσυκλέτας ότι για να στρίψει η μοτοσυκλέτα προς μία κατεύθυνση ο οδηγός πρέπει να γυρίσει το τιμόνι προς την αντίθετή της (σε όσους δεν είναι γνωστό μην ανησυχούν – το κάνουν έτσι κι αλλιώς ασυνείδητα).
Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό στην Ελλάδα με το όνομα «Γυροσκοπική οδήγηση».
Εδώ πρέπει να τονίσουμε ότι ο όρος αυτός δεν είναι περιγραφικός (δεν περιγράφει δηλαδή το φαινόμενο) αλλά επεξηγηματικός (δηλαδή προσπαθεί να το εξηγήσει). Υπονοεί ο όρος αυτός δηλαδή ότι το φαινόμενο αυτό οφείλεται στο φαινόμενο του γυροσκοπίου.

Αν δούμε τον αντίστοιχο βαρβαρικό (αγγλιστί) όρο, αυτός είναι “Countersteering”. Εδώ πλέον έχουμε έναν περιγραφικό και όχι έναν επεξηγηματικό ορισμό αφού ο όρος αυτός περιγράφει (σε ελεύθερη μετάφραση σημαίνει ανάποδο ή αντίστροφο στρίψιμο ή ανάποδο τιμόνι) και δεν επεξηγεί (η προσπαθεί να επεξηγήσει το φαινόμενο). Και σαν περιγραφικός ορισμός έχει περισσότερες πιθανότητες να είναι σωστός γιατί  είναι πιο εύκολο να περιγράψεις ένα φαινόμενο παρά να το εξηγήσεις:

- Ρε ‘συ όταν στρίβω το τιμόνι αριστερά η μηχανή πάει δεξιά (περιγραφή)

- Ρε ‘συ όταν στρίβω το τιμόνι αριστερά επιβάλλω μία ροπή στον εμπρόσθιο τροχό και αυτός λόγω της διατήρησης της στροφορμής δίνει μία ροπή κάθετη στην επιβαλλόμενη (φαινόμενο του γυροσκοπίου) με αποτέλεσμα να γέρνει η μηχανή από την άλλη (εξήγηση).

Έχουν γραφεί και λεχθεί πολλά για την γυροσκοπική οδήγηση και στην Ελληνική πραγματικότητα έχει καθιερωθεί ως όρος. Η πρώτη φορά μάλιστα που συνάντησα εγώ τον όρο ήταν σε ένα άρθρο της Μοτοτεχνικής Επιθεώρησης την δεκαετία του ’80 (ναι, είμαι λίγο παλιός) γραμμένο από τον Χοϊδά ή τον Χατζάρα (τα ιερά τέρατα του ειδικού τύπου της μοτοσυκλέτας) δεν ενθυμούμαι ακριβώς.

Ο λόγος που γράφω αυτό το ποστ είναι ότι με ασφάλεια μπορούμε να πούμε ότι ό όρος «Γυροσκοπική Οδήγηση» είναι εσφαλμένος. Και αυτό γιατί το ανωτέρω φαινόμενο δεν οφείλεται στο γυροσκόπιο αλλά εν πολλοίς στη φυγόκεντρη δύναμη.

Απλή εξήγησης (στα ζόρια πάρτε μολυβόχαρτο και κάντε κανένα σκίτσο):

Πηγαίνοντας με τη μοτοσυκλέτα σας μια χαρά ευθεία ξαφνικά διαπιστώνετε ότι επέρχεται δεξιά στροφή οπόταν πρέπει να στρίψετε δεξιά. Τι κάνετε; Στρίβετε το τιμόνι αριστερά (λίγο ε; μην το διπλώσετε κιόλας) οπότε η μηχανή στρίβει αριστερά επειδή οδηγείται από τον εμπρόσθιο τροχό (χαίρω πολύ ρε μεγάλε, σιγά τα νέα).
Εδώ μπαίνει στο παιχνίδι η αδράνεια. Επειδή η μοτοσυκλέτα μέχρι τότε πήγαινε ευθεία, τείνει να διατηρήσει την πορεία της. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να δημιουργηθεί μια φυγόκεντρη δύναμη (και μην ακούσω από κανέναν ότι η φυγόκεντρη είναι ψευδοδύναμη άρα δεν υπάρχει. Είμαστε στο σύστημα αναφοράς του αναβάτη το οποίον είναι μη αδρανειακό – για τους ψείρες αυτό).
Και η φυγόκεντρη αυτή με σημείο εφαρμογής το κέντρο μάζας του συστήματος αναβάτης – μοτοσυκλέτα δημιουργεί μια ροπή ( από το ζεύγος δυνάμεων φυγόκεντρη – τριβή ελαστικού) η οποία ωθεί τη μοτοσυκλέτα στην αντίθετη κατεύθυνση και έτσι η μοτοσυκλέτα γέρνει προς τα δεξιά.
Τα υπόλοιπα είναι ιστορία. Ο αναβάτης επαναφέρει το τιμόνι προς τα δεξιά, όπου πλέον και η κατεύθυνση της μοτοσυκλέτας, έτσι ώστε να αντιστρέψει τη φυγόκεντρη για να εξισορροπήσει  τη βαρύτητα, η οποία με τη μηχανή υπό κλίση τείνει να ρίξει τη μηχανή κάτω. Όταν με το καλό τελειώσει η στροφή ο αναβάτης ακολουθεί την αντίστροφη διαδικασία. Λίγο τιμόνι δεξιά, οπόταν περισσότερη φυγόκεντρη προς τα αριστερά, ανασήκωμα της μηχανής, ίσιωμα του τιμονιού και φύγαμε ευθεία, μέχρι την επόμενη στροφή (πάλι σε όσους δεν είναι γνωστό μην ανησυχούν – το κάνουν έτσι κι αλλιώς ασυνείδητα).

Δηλαδή το ρημάδι το γυροσκόπιο δεν παίζει κανένα ρόλο; Αφού είναι γνωστό ότι μια μάζα που περιστρέφεται έχει στροφορμή άρα υπόκειται στο γυροσκοπικό φαινόμενο. Και γιατί το βάφτισαν έτσι αν το γυροσκόπιο δεν παίζει κανένα ρόλο;

Ε λοιπόν ναι! Το γυροσκοπικό φαινόμενο παίζει ρόλο και μάλιστα διπλό. Στην πρώτη φάση που στρίβουμε το τιμόνι αντίθετα για να πάρει κλίση η μοτοσυκλέτα το γυροσκόπιο παίζει το ρόλο του, απλώς η συνεισφορά του στην κλίση της μοτοσυκλέτας σε σχέση με τη φυγόκεντρη είναι αμελητέα (κάτω από 3% στο σύνολο του φαινομένου). Αντίθετα στη δεύτερη φάση όπου η μηχανή έχει γύρει και επαναφέρουμε το τιμόνι προς την κατεύθυνση της στροφής εκεί έχουμε μια σημαντική βοήθεια από το γυροσκοπικό φαινόμενο το οποίο τείνει να επαναφέρει το τιμόνι στην κατεύθυνση της στροφής.

Η συνεισφορά του γυροσκοπίου στην πρώτη φάση είναι αυτή στην οποία οφείλεται η παρεξήγηση που οδήγησε στο βάφτισμα του φαινομένου «Γυροσκοπική Οδήγηση». Η οποία κατά την ταπεινή μου γνώμη θα έπρεπε να ονομάζεται στα Ελληνικά «Φυγοκεντρική Οδήγηση» η οποία διατηρεί και τον επεξηγηματικό χαρακτήρα του ορισμού (και μάλιστα τον σωστό), ενώ αποφεύγει και τον περιγραφικό ορισμό «ανάποδο τιμόνι» που τον χρησιμοποιούμε σε άλλη κατάσταση (η ενέργεια που κάνουμε όταν η πίσω ρόδα πάει να περάσει την εμπρός).

Τώρα για όλα τα παραπάνω επισυνάπτω και ένα αρχείο .pdf  με τίτλο Steering in bicycles and motorcycles, του καθηγητού J. Fajansa Department of Physics, University of California, Berkeley,  με ποσοτική και ποιοτική ανάλυση πολύ καλύτερη και αναλυτικότερη από τη δική μου αλλά με δύο προβλήματα:

1.   Είναι στα αγγλικά
2.   Η ποσοτική ανάλυση γίνεται με μοντελοποίηση και χρήση διαφορικών εξισώσεων.

Αν δεν έχετε πρόβλημα με το (1) διαβάστε το οπωσδήποτε δίνοντας βάρος στην ποιοτική ανάλυση, η οποία είναι εξαιρετική και δείτε οπωσδήποτε την εικόνα 3. με τα διαγράμματα όπου φαίνονται καθαρά τα σχετικά μεγέθη των φυγοκεντρικών, των βαρυτικών και των γυροσκοπικών δυνάμεων.
Αν δεν έχετε πρόβλημα και με το (2) τότε δεν χρειάζεται η ανάλυση του δικού μου ποστ και μπορείτε να διαβάσετε κατ’ ευθείαν το .pdf (αλλά θα χάσετε όλη την πλάκα.).

– Τώρα μας το λες ρε μεγάλε που διαβάσαμε όλο αυτό το μακρινάρι.
– Ε εντάξει, όμως θα χάνατε και την ευκαιρία να χρησιμοποιείτε και τον σωστό ορισμό «Φυγοκεντρική Οδήγηση» για να εντυπωσιάζετε τους φίλου σας που θα το λένε λάθος!

Δείτε επίσης - όσοι αντέχετε  - ένα πολύ ωραίο άρθρο για τη λεγόμενη γυροσκοπική οδήγηση σε ποδήλατα, όπου φτιάχτηκαν ποδήλατα όπου το γυροσκοπικό φαινόμενο εξουδετερώθηκε τελείως και παρ’ όλα αυτά τα ποδήλατα έστριβαν μια χαρά. Επίσης, όσοι το διαβάσετε, θα δείτε και τη σημασία που έχει το trail (ίχνος) στην κατευθυντικότητα των ποδηλάτων και κατ' αναλογία στις μοτοσυκλέτες.

Ευχαριστώ για την απέραντη υπομονή σας.

Παραπομπές:

Το άρθρο και συζήτηση στο forum