18.008 12450

A fenti videókon motorral próbálnak egy szinttel lejjebbre ugrani, vitatható sikerrel.

a)  Miért nem az történik, amit minden bizonnyal remélnek a motoron ülők, hogy a motor vízszintes helyzetben maradva jut át az alsóbb szintre? Miért bukik le a motor eleje mindegyik esetben?

A hátsó kerékre ható tartóerő forgatónyomatéka miatt.

Amikor az első kerék lemegy a fenti szintről, onnantól a rendszerre (a motorbicikli és az ember) két vagy három (jelentősebb nagyságú) erő hat:

  • a nehézségi erő
  • az alátámasztás által a hátsó kerékre kifejtett felfelé irányuló kényszererő (tartóerő)
  • ha a hátsó kerék épp hajtva van, akkor az alátámasztás által a hátsó kerék alsó pontjában súrlódási erő is ébred

Vegyük először az egyszerűbb esetet, amikor a motorkerékpár csak gurul, a háttsó kereke nincs hajtva! A nehézségi erő a motorkerépkpár minden egyes pontjára hat, ezért ezt úgy vehetjük figyelembe, mintha az $mg$ a motorkerékpár tömegközéppontjában (TKP) támadna, vagyis mintha a TKP-ban húzná lefelé a motorbiciklit. Emiatt a nehézségi erő a TKP körüli forgást nem idéz elő. Ezzel szemben a hátsó kerékre ható tartóerő hatásvonala nem megy át a motorbicikli TKP-ján, hiszen a TKP nagyjából a motorbicikli közepénél, a motornál van, míg a hátsó keréknek a talajjal érintkező alsó pontja enné hátrébb, és a tartóerő iránya (mivel egy kényszererő mindig merőleges a kényszert okozó felületre) függőlegesen felfelé mutat. Emiatt a tartóerőnek mindenképp van forgatónyomatéka a TKP körül, és hát ennek hatására jön a TKP körül forgásba a motor, méghozzá olyan irányú forgásban ami a hátsórészt emeli az elsőt süllyeszti. (ha a motor balra halad, akkor pozitív forgásirány). Persze a nehézségi erő a TKP-t rántja lefelé, így a két (haladó és forgó) mozgás eredménye az lesz, hogy a hátsó kerék függőlegesen a helyén marad, a motorbicikli többi része pedig "lefordul".

Ha a hátsó kerék elég erősen hajtva van, akkor a kerék alsó pontja hátrafelé akarna gyorsulni, ezért a tapadási erő ezzel ellentétes irányú lesz, vagyis előrefelé mutató. Mivel a rendszer TKP-ja a kerék alja fölött van, ezért a tapadási erő forgatónyomatéka ellentétes irányú a tartóerő forgatónyomatékával. Tehát kellően nagy, megfelelő időpillanatban adott "gázfröccsel" el lehet érni, hogy az első kerék ne bukjon le, de persze a felvételeken nem ennyire tapasztalt pilóták szerepelnek.