physique élémentaire du vélo

[SoulMan]

Bonjour,

Je connais déjà plus ou moins la réponse à ma question, mais je n'ai pas réussi à trouver d'explication claire et précise de ce phénomène souvent ignoré, voire nié par une grande partie des personnes concernées.

Le sujet est le fait que lorsqu'on fait du vélo, si on tourne le guidon vers la gauche, le vélo tourne a droite.

Je sais que :
- le fait de tourner le guidon d'un coté provoque la chute de l'autre coté;
- c'est lié a l'angle de chasse;
- ça se vérifie à partir d'une certaine vitesse qui est assez réduite: dans les 10Km/h sur mon VTT;
- c'est, il me semble, un phénomène différent du braquage inverse

alors?
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[iwio]

Le sujet est le fait que lorsqu'on fait du vélo, si on tourne le guidon vers la gauche, le vélo tourne a droite.

Moi si je tourne le guidon à gauche, le vélo tourne à gauche. Même si pour tourner, je préfère me pencher, plutôt que de tourner le guidon (c'est casse guele). Même si en me penchant je tourne légèrement le guidon...

[inviteda5dc487]

Il m'est jamais arrivé de tourner à gauche lorsque je tourne le guidon à droite et inversement... Bizarre ce que tu dis SoulMan

[invite19431173]

En fait, il s'agit de contre-braquage, tout ceux qui ont passé le permis moto savent de quoi je parle.

Pour tourner à gauche, tu mets un coup de guidon à droite ce qui déséquilibre le 2 roues sur la gauche, ensuite une fois penché, tu tournes le guidon à gauche dans le virage.

Mais il me semble que si tu tiens une roue qui tourne par son axe, et que tu tourne sur le gauche (horizontalement), la roue penche à droite (verticalement), une histoire de force giroscopique, et de produit vectoriel, certainement.

Si je ne suis pas clair, dites-moi !

[A voir en vidéo sur Futura]

[SoulMan]

C'est fou de constater que même sur un forum scientifique, les gens n'acceptent pas cette réalité...

...Et pourtant ça tourne!

Vous ferrez le test la prochaine fois que vous monterez sur votre vélo, mais il est en réalité, très difficile d'aller du coté vers lequel on tourne le guidon, c'est bien possible mais a très faible vitesse.

benji_star : je pense que contre braquage et braquage inverse doivent être la même chose. Le braquage inverse, a ce que j'en ai retenu, est du a un pb de vitesse et de dynamique du mouvement, mais peut être que je me trompe et que c'est bien de cela qu'il s'agit.

Bon, je tente une explication avec mes maigres connaissances :
L'angle que forme la fourche avec la verticale est appelé "angle de chasse". l'existence de cet angle implique que lorsqu'on tourne le guidon :
- le point de contact entre la roue et le sol est déplacé du coté opposé au coté vers lequel on tourne ;
- ce point de contact se rapproche de l'arrière de la roue lorsqu'on tourne ;
Ce sont ces deux phénomènes qui provoquent le basculement du vélo dans le sens opposé au sens de rotation du guidon.

[invite19431173]

Encore plus simple : les roues sont en bas, le reste du corps en haut. Si tu tournes à droite, forcément, tu tombes à gauche.

Ensuite, par contre, tu braques à gauche pour tourner à gauche, tu ne peux plus dire le contraire...

[invite826b6732]

C'est pas une histoire d'inertie?

Et si tu fais le test sans que tu sois sur le vélo, ça donne le même résultat? (oui je sais, c'est pas facile à faire... mais c'est pour la science!! )

Ce n'est pas la personne sur le vélo qui pour garder l'équilibre se penche de l'autre côté pour ne pas tomber?

[Garion]

En fait ce qui se passe c'est que tu tournes le guidon à droite, la roue va vers la droite, mais le vélo veut continuer d'aller tout droit, d'où l'impression qu'il penche vers la gauche. Mais en réalité, c'est tout droit qu'il veut aller.

[yat]

Encore plus simple : les roues sont en bas, le reste du corps en haut. Si tu tournes à droite, forcément, tu tombes à gauche.

Ensuite, par contre, tu braques à gauche pour tourner à gauche, tu ne peux plus dire le contraire...

Pas forcément... effectivement, un petit coup de guidon vers la droite à grande vitesse fait pencher le vélo vers la gauche, et comme il est penché, plus besoin de braquer pour tourner. Il suffit de faire rouler une pièce et de regarder ce qu'il passe quand elle tombe pour constater que dès qu'elle penche d'un coté elle se met également à tourner de ce coté. De même, un vélo penché vers la gauche, même avec ses deux roues bien alignées, va naturellement tourner vers la gauche.

[iwio]

En fait ce qui se passe c'est que tu tournes le guidon à droite, la roue va vers la droite, mais le vélo veut continuer d'aller tout droit, d'où l'impression qu'il penche vers la gauche. Mais en réalité, c'est tout droit qu'il veut aller.

Oui je suis d'acord avec se que tu dis.

Donc, en fait, quand on tourne le guidon à droite, le vélo se penche à gauche et il ne tourne pas à gauche.
Donc si on ferait l'experience de Mr_Gluon, un vélo qui tourne sans personne dessus. Le vélo qui tournerai à droite tomberai du côté gauche. Est-ce cela ??

[SoulMan]

OK, on est donc bien d'accord sur le fait que lorsqu'on penche d'un coté, on tourne ne de coté. (a cause de la gravité qui n'est plus dans l'axe des roues?)

Maintenant, reste a expliquer pourquoi le vélo tourne du coté oposé a la rotation du guidon.

Il est intéressant de penser a un vélo qui aurait un angle de chasse nul, càd, dont l'axe serait totalement vertical. Dans ce cas, si on tourne le guidon, le seul changement qui intervient, c'est l'axe de rotation de la roue avant, et donc, on n'a aucune raison de tourner le guidon dans le sesn oposé.

[yat]

Oui je suis d'acord avec se que tu dis.

Donc, en fait, quand on tourne le guidon à droite, le vélo se penche à gauche et il ne tourne pas à gauche.
Donc si on ferait l'experience de Mr_Gluon, un vélo qui tourne sans personne dessus. Le vélo qui tournerai à droite tomberai du côté gauche. Est-ce cela ??

Sans personne dessus, en effet, le vélo dont le guidon tourne à droite va tomber à gauche. S'il tombe si vite, c'est parce qu'il a beaucoup moins d'inertie et personne pour le redresser. Et même : avant de tomber, il va très rapidement tourner vers la gauche comme une pièce que l'on fait rouler. L'autre expérience à faire est de rouler sur un vélo avec un guidon bloqué (les enfants, ne faites pas ça chez vous ). On se rend vite compte que passé une certaine vitesse il est facile de tourner simplement en se penchant. Et c'est ce que fait le petit coup de guidon vers la droite : il fait pencher le vélo à gauche, et un vélo qui penche à gauche tourne à gauche.

[invite826b6732]

Sans personne dessus, en effet, le vélo dont le guidon tourne à droite va tomber à gauche. S'il tombe si vite, c'est parce qu'il a beaucoup moins d'inertie et personne pour le redresser. Et même : avant de tomber, il va très rapidement tourner vers la gauche comme une pièce que l'on fait rouler. L'autre expérience à faire est de rouler sur un vélo avec un guidon bloqué (les enfants, ne faites pas ça chez vous ). On se rend vite compte que passé une certaine vitesse il est facile de tourner simplement en se penchant. Et c'est ce que fait le petit coup de guidon vers la droite : il fait pencher le vélo à gauche, et un vélo qui penche à gauche tourne à gauche.

En fait ce n'est pas tourner que le vélo fait, mais tomber à cause de l'inertie, non?

[SoulMan]

alors, on séche?

[yat]

En fait ce n'est pas tourner que le vélo fait, mais tomber à cause de l'inertie, non?

Euh, pour moi l'inertie va justement le faire continuer tout droit dans ce cas de figure. Sans son inertie, dès qu'il va pencher d'un coté il va lamentablement se ramasser (ce qui se passe quand le vélo est arrété). S'il roule sans personne dessus, il va mettre quelques instants avant de tomber pour de bon, et en profitera pour tourner un peu dans le sens dans lequel il penche. S'il y a quelqu'un dessus il a encore plus d'inertie, et le virage amorcé par le fait que le vélo penche va avoir tendance à redresser le vélo. Bon, après tout ça dépend de la vitesse et de la manière dont on accompagne le "penchage" ( le vrai mot m'échappe, là...) du vélo. Mais quand on descend à grande vitesse une côte et qu'on veut prendre des virages, le seul moyen de tourner est de se pencher. Et pour se pencher, on peut donner un petit coup de guidon très bref dans le sens inverse de celui dans lequel on veut tourner. Si par contre tu essayes de tourner "normalement" (c'est à dire de la manière dont on tourne sur un vélo à petite vitesse, dans le sens dans lequel on veut tourner), tu vas très vite être éjecté vers l'extérieur du virage, c'est à dire tout droit. C'est plutôt ça, l'inertie.

[yat]

alors, on séche?

Je ne pense pas, non. Quelle est ton problème ?

[invite826b6732]

Euh, pour moi l'inertie va justement le faire continuer tout droit dans ce cas de figure. Sans son inertie, dès qu'il va pencher d'un coté il va lamentablement se ramasser (ce qui se passe quand le vélo est arrété). S'il roule sans personne dessus, il va mettre quelques instants avant de tomber pour de bon, et en profitera pour tourner un peu dans le sens dans lequel il penche. S'il y a quelqu'un dessus il a encore plus d'inertie, et le virage amorcé par le fait que le vélo penche va avoir tendance à redresser le vélo. Bon, après tout ça dépend de la vitesse et de la manière dont on accompagne le "penchage" ( le vrai mot m'échappe, là...) du vélo. Mais quand on descend à grande vitesse une côte et qu'on veut prendre des virages, le seul moyen de tourner est de se pencher. Et pour se pencher, on peut donner un petit coup de guidon très bref dans le sens inverse de celui dans lequel on veut tourner. Si par contre tu essayes de tourner "normalement" (c'est à dire de la manière dont on tourne sur un vélo à petite vitesse, dans le sens dans lequel on veut tourner), tu vas très vite être éjecté vers l'extérieur du virage, c'est à dire tout droit. C'est plutôt ça, l'inertie.

Je sais ce que c'est l'inertie, merci

Le problème du départ était que si on tourne à gauche, le vélo part vers la droite (et inversément).
La personne qui a posé cette question parler de "tourner" mais je crois plutôt que le bon terme est "tomber"....

[yat]

Je sais ce que c'est l'inertie, merci

Alors je vois pas ce qui te bloque

Le problème du départ était que si on tourne à gauche, le vélo part vers la droite (et inversément).
La personne qui a posé cette question parler de "tourner" mais je crois plutôt que le bon terme est "tomber"....

Pas du tout... si le vélo tombe vers la gauche, il va (avant d'être par terre) virer vers la gauche. Donc si (plutôt à grande vitesse) on tourne un petit coup à gauche avec le guidon sans s'être préalablement penché à gauche, le vélo va se pencher (ou tomber) vers la droite à cause son inertie, et sa trajectoire se déviera vers la gauche. Mais je suis en train de répéter ce que j'ai dit dans mon précédent post.

Il faut bien garder en tête que ça ne fonctionne comme ça que si on a une certaine vitesse. Si on ne roule pas vite, on équilibre naturellement le vélo pour l'empêcher de pencher, et donc pour tourner on peut se contenter de maintenir le guidon du coté duquel on veut tourner.

[invite981ec232]

Ce qui fait qu'un velo va tout droit, c'est l'angle de chasse; c'est a dire que la projection sur le sol de l'axe du guidon qui doit être en avant du point de contact de la roue avec le so.l
L'effort de résistance de la roue va créer un couple sur le guidon inverse a la perturbation ce qui le stabilise.
Si la chasse était dans l'autre sens on ne ferai pas un metre sans percuter la planete
Effectivement si on tourne le guidon dans un sens, on a la force centrifuge qui s'exerce dans le sens opposée ce qui a tendance a nous ejecter hors du virage
En fait le cycliste declenche la chute cote virage pour ensuite la contre balancer avec l'effort centrifuge en virage stabilisé
On est en equilibre entre le poids du cycliste et la force centrifuge, la résultante des 2 forces devant rester en permanence dans le plan du velo
Ce qui fait que plus on va vite plus on penche
c'est exactement la même chose avec un avion

[SoulMan]

seizetheday, OK, ton explication semble cohérente et scientifique, merci.

Cependant, pourquoi lorsqu'on tourne le guidon dans un sens, on penche dans l'autre? car là est la vraie question.

J'ai tenté des explications, mais mon bagage scientifique laissant à désirer, elles ne sont peut être pas des plus pertinentes.

[yat]

Cependant, pourquoi lorsqu'on tourne le guidon dans un sens, on penche dans l'autre? car là est la vraie question.

A cause de l'inertie ! (Si ça n'a pas été dit 10 fois...)
Si tu tournes le guidon vers la droite, la partie de la roue avant en contact avec le sol est immédiatement déviée vers la droite. Le reste du vélo tend à continuer tout droit. Le vélo se penche vers la gauche.

[invite981ec232]

C'est juste que quand on tourne le guidon a droite l'effort centrifuge s'exerce a gauche comme les godasses de foot accrochées aux retroviseurs des voitures
celui ci s'exerçant sur le centre de gravité qui est a 1 m du sol et le centre de rotation étant le point de contact des roues avec le sol,le velo bascule
L'inertie, elle ,aurait tendance a faire continuer le velo tout droit et a faire riper le pneu sur le sol comme le sous virage sur les voitures

[SoulMan]

yat: ton expliquation n'est pas suffisante, si on tourne a droite, que la roue avant part vers la droite, et que mon centre de gravité se retrouve à gauche de la trajectoire, tout ce qu'il doit se passer, c'est que je me retrouve par terre. Il n'y à dans cette explication aucune raison pour que je bascule vers la gauche.

[SoulMan]

Il me semble que je retrouve le même pb dans ton explication seizetheday, pourquoi alors que la force centrifuge et l'inertie tendent à nous faire basculer à gauche, nous allons à gauche alors que notre guidon est tourné vers la droite, et ce, sans voir le pneu avant déraper alors que la roue avant est dirigée vers la droite et que donc, en toute logique, sa rotation devrait créer une force allant vers la droite. non?

[yat]

yat: ton expliquation n'est pas suffisante, si on tourne a droite, que la roue avant part vers la droite, et que mon centre de gravité se retrouve à gauche de la trajectoire, tout ce qu'il doit se passer, c'est que je me retrouve par terre. Il n'y à dans cette explication aucune raison pour que je bascule vers la gauche.

Quand le bas de ta roue cherche à aller vers la droite et que ton centre de gravité cherche à aller tout droit, tu te penches vers la gauche, point barre. C'est tellement évident que je ne vois vraiment pas ce que je pourrais dire de plus pour te le faire comprendre. Si après tu te bananes sur le bitume, c'est parce que tu as gardé ton guidon tourné et que la trajectoire du bas de ta roue a continué à partir vers la droite tandis que ton centre d'inertie a continué tout droit. Avec un petit coup de guidon, tu décales simplement le bas et le haut, tu te penches un peu et comme tu as aussitôt redressé ton guidon, on se retrouve dans une situation d'équilibre, comme seizetheday l'a très bien décrit dans son message 19.

[SoulMan]

Sauf que dans la réalité tu gardes le guidon penché vers l'extérieur du virage tout au long de la courbe. Et quand tu redresses le guidon, alors, tu te reléves, et tu repars tout droit.

[yat]

Sauf que dans la réalité tu gardes le guidon penché vers l'extérieur du virage tout au long de la courbe. Et quand tu redresses le guidon, alors, tu te reléves, et tu repars tout droit.

Quoi ????!!!

Alors là, personnellement je n'ai jamais fait l'expérience, mais bon, dans l'absolu j'imagine qu'effectivement l'inclinaison du vélo peut suffire à compenser l'orientation du guidon pour que la trajectoire dévie quand même effectivement dans le sens dans lequel tu es penché.
Doit pas falloir le tourner beaucoup, alors, le guidon.

Faut dire que moi, je ne ressens ce phénomène que quand je vais vraiment vite. Et à ces vitesses là je ne veux même pas essayer de vérifier dans quelle mesure je peux maintenir le guidon orienté. Ca restera donc théorique pour moi, et je te crois sur parole.

En fait, dans ma réalité à moi, je donne un petit coup de guidon, ça fait pencher le vélo, mais je redresse immédiatement le guidon. Les deux roues sont bien alignées et le vélo, penché, tourne jusqu'à ce que je redresse mon centre de gravité pour ramener le vélo droit.

Mais bon, pour répondre à tes interrogations, au niveau du sol l'orientation du guidon tend à dévier la trajectoire dans un sens, et le "penchage" ( je vais finir par trouver le mot qui va bien) du vélo tend à la dévier dans l'autre sens. Si tu peux maintenir ton guidon vers la gauche pendant que tu tournes à droite, c'est tout simplement que ton vélo est suffisamment penché pour ça. Quand tu redresses ton guidon, ça élimine une des deux forces, celle qui va vers l'extérieur. La courbe se ressere très brièvement et tend à redresser le vélo. Et tu repars tout droit.

[invitedef951ac]

Ouaw ! Quelle discussion. Si ça vous intéresse toujours de parler vélo, j'ai un autre mystère à proposer : http://forums.futura-sciences.com/ph...elooeoeoe.html

Bien à vous.

[invitec49ff35b]

Sans personne dessus, en effet, le vélo dont le guidon tourne à droite va tomber à gauche. S'il tombe si vite, c'est parce qu'il a beaucoup moins d'inertie et personne pour le redresser. Et même : avant de tomber, il va très rapidement tourner vers la gauche comme une pièce que l'on fait rouler. L'autre expérience à faire est de rouler sur un vélo avec un guidon bloqué (les enfants, ne faites pas ça chez vous ). On se rend vite compte que passé une certaine vitesse il est facile de tourner simplement en se penchant. Et c'est ce que fait le petit coup de guidon vers la droite : il fait pencher le vélo à gauche, et un vélo qui penche à gauche tourne à gauche.

Est ce que quelqu'un peut m'expliquer comment "L'autre experience" est-elle possible?

[invitea253612e]

Sans personne dessus, en effet, le vélo dont le guidon tourne à droite va tomber à gauche. S'il tombe si vite, c'est parce qu'il a beaucoup moins d'inertie et personne pour le redresser. Et même : avant de tomber, il va très rapidement tourner vers la gauche comme une pièce que l'on fait rouler. L'autre expérience à faire est de rouler sur un vélo avec un guidon bloqué (les enfants, ne faites pas ça chez vous ). On se rend vite compte que passé une certaine vitesse il est facile de tourner simplement en se penchant. Et c'est ce que fait le petit coup de guidon vers la droite : il fait pencher le vélo à gauche, et un vélo qui penche à gauche tourne à gauche.

J'ai essayé le vélo guidon bloqué : c'est impossible d'en faire.... je pense qu'il faut plus qu'un talent d'équilibriste! Et ce même avec de là vitesse (c'est même très dangereux

L'article the stability of bicycles de J Lowell est très intéressant pour répondre à vos questions...