Le vélo va-t-il reculer ou avancer ?

[invitea633795c]

Bonjour
Une ficelle est attachée à la pédale d'un vélo (en position basse) . Si une personne tire doucement sur la ficelle le vélo va reculer, mais pourquoi ?
Je ne vois pas bien les forces qui provoquent ce mouvement

Merci d'avance
-----

[invite71a2f53b]

la ficelle est tirée vers l'avant ou l'arriere du vélo?
on s'en doute par deduction logique, mais par principe, il faudrait préciser...

[invite92276dd8]

a cause des frottements

[obi76]

Hé bien je dirai : ça dépend....

Si la pédale tourne plus vite que le vélo recule, alors en tirant il reculera.
Si par contre la démultiplication (genre passer la plus grande vitesse) fait que le vélo reculera plus vite que la pédale avancera, alors en tirant il ne bougera pas (au contraire, il faudra laisser du mou pour qu'il s'éloigne...).

Je met une option : il n'y a pas de schéma alors c'est selon ce que je me représente...

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

Démonstration simple :

Soient K le rapport de démultiplication entre le pédalier et la roue (la vitesse passée quoi), le rayon de la roue, le rayon de la pédale.

On se place au temps t=0, on considère arbitrairement que .

Si la pédale tourne d'un angle , alors la roue tournera d'un angle

Or, pour que l'on puisse tirer sur la corde (donc si le vélo recule moins que la pédale n'avance), on doit avoir .

Or, , donc

=> pour que le vélo recule, sinon il ne bougera pas en tirant.

Si vous voulez je peux aussi faire la démonstration pour montrer que pour le vélo ne peut plus bouger, j'ai que ça à faire en ce moment...

Cordialement

[invite92276dd8]

Admettant les points suivants :

- la pedale est en bas, on tire la ficelle vers l'arriere du velo ;
- les frottements de la roue autour de son axe sont tres faibles en regards de ceux apparaissant dans le systeme d'engrenage et d'entrainement ;

alors si on tire tres doucement la ficelle, la pedale reste globalement immobile par rapport au velo, et le velo suit le mouvement
Si au contraire on tire fort, la pedale tourne et le velo avance. Et il tombe parce qu'il n'est plus sur sa bequille.

[obi76]

La démo du dessus, c'est pour une ficelle que tu tire vers l'avant... mais ça marche aussi si tu tire vers l'arrière (tirer vers l'avant et qu'il recule revient à dire tirer vers l'arrière pour qu'il avance...).

Cordialement

[invite92276dd8]

On manque d'infos, la.

Je pense a un velo type "adulte", avec un derailleur et qui ne recule pas quand on pedale a l'envers...

[obi76]

Parti dans ces détails, je parle d'un vélo enfant qui peut reculer lorsqu'un pédale à l'envers

[YBaCuO]

Il vaut mieux dans un premier temps avoir une approche énergétique, il y a moins de risque de calcul ou de conclusions aberrantes.

Le vélo est un système comme un autre.

Si le vélo se mettait à avancer lorsque l'on tire en arrière sur la ficelle, cela signifierait qu'il fournit de l'énergie. On vient donc d'inventer le mouvement perpetuel.
Donc soit l'adhérence du velo au sol est parfaite et alors le vélo reste immobile quelque soit la force appliquée sur la ficelle, soit l'adhérence est imparfaite, les roues peuvent donc glisser sur le sol, il y a alors dissipation d'énergie. L'énergie dissipée est égale au travail de la force appliqué sur la ficelle(à l'énergie cinétique près), le vélo ne peut que reculer.
Dans le cas extrême où l'adhérence est nulle, il n'y a aucune dissipation et le travail est converti intégralement en énergie cinétique et le vélo recule (conservation de la quantité de mouvement).

Dans un second temps on peut regarder plus en détail les différentes forces mises en jeu.

[harmoniciste]

soit l'adhérence du velo au sol est parfaite et alors le vélo reste immobile quelque soit la force appliquée sur la ficelle.

Bonjour,
Désolé de ne pas être d'accord avec vous. Si l'adhérence est parfaite, un vélo "standard" reculera malgré la rotation "sens marche arrière"des pédales. Et le vélo reculera plus vite que la main qui tire le cable (attaché à la pédale basse).

[YBaCuO]

Bonjour,
Désolé de ne pas être d'accord avec vous. Si l'adhérence est parfaite, un vélo "standard" reculera malgré la rotation "sens marche arrière"des pédales. Et le vélo reculera plus vite que la main qui tire le cable (attaché à la pédale basse).

Mea culpa. J'ai voulu aller trop vite et je me suis planté.

En fait le velo peut aussi bien avancer que reculer.
Si le rapport alors le vélo avance.

Si le rapport est inférieur à 1 alors le vélo recule.
Ceci n'est valable que pour une adhérence parfaite.
J'espère que cette fois-ci c'est correct.

[obi76]

Ben c'est ce que j'ai écris plus haut.....

De toutes façons énergétiquement parlant c'est pas faisable vu que le couple que tu exerce tend vers 0quand l'angle arriver vers .

cqfd

[SunnySky]

Par un raisonnement légèrement différent (mais qui, évidemment, revient au même fondamentalement), j'arrive au même résultat que vous deux.

J'ajouterai ceci: le rapport des rayons est de l'ordre de 2. Seules les petites vitesses d'un vélo à plusieurs vitesses ont un tel rapport. Pour les vitesses "normales", je dirais donc que le vélo recule.

[YBaCuO]

Ben c'est ce que j'ai écris plus haut.....

De toutes façons énergétiquement parlant c'est pas faisable vu que le couple que tu exerce tend vers 0quand l'angle arriver vers .

cqfd

J'ai ajouté que le vélo pouvait aussi avancer.

Pour ce qui concerne la pédale, j'ai imaginé une ficelle enroulée autour d'un tambour qui a le rayon de la pédale ; cela ne devrait pas, je pense, changer l'esprit de l'exercice.

[obi76]

Dans ces cas là c'est nettement plus simple : ma démonstration reste valable non plus pour des mais pour n'importe quel angle (généralisation donc).