Vélo sur tapis roulant: Quid de l'équilibre ?

[delphi_jb]

Bonjour à tout le monde

j'ai une question:

Si je pédale sur un vélo sur un tapis roulant, est ce que je perd mon équilibre ?

merci
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[178m2Hf]

Très bonne question, à vrai dire , je n'en sait rien, le mieux serait que tu expérimente toi même (au risque de tomber, donc fait attention quand même...^^)

Il y a plusieurs facteurs à prendre en compte :

a) La vitesse et l'inclinaison du tapis.

b) Le poids additionné de toi sur le vélo (donc le poids du vélo aussi) pour déterminé la résistance sur le tapis.

c) Le milieu, j'imagine que tu effectue cette expérience sur notre bonne vieille Terre et pas dans l'espace, puisque tu parles d'équilibre.

d) Prendre en compte tes propres compétences dans le cyclisme, en effet, il faut que tu ai la capacité de "suivre" la vitesse imposé par le tapis, à mon humble avis.

e) La force exercé par la planète sur le tout.

f) au final, calculer le seuil de rupture auquel tu n'arrive plus à maintenir l'équilibre des force sur le vélo, ce qui indique que tu vas chuter (et donc perdre l'équilibre).

Voilà, moi je peux pas prendre la suite ^^

[invite64e915d8]

Je ne suis pas sur de comprendre la question, le tapis roulant est censé simuler le fait que c'est la route qui avance, mais fondamentalement rien ne change.

Tu gardes ton équilibre grâce au moment cinétique des roues de ton vélo donc à priori sur un tapis roulant ou sur la route tu ne tomberas pas.

[obi76]

Bonjour,

effectivement, la réponse parait simple au premier abort mais ce n'est pas sis imple.

Tu as 2 phénomènes :
le première, le moment d'inertie des roues du vélo, qui par effet gyroscopique, vont te redresse le vélo à chaque petite fluctuation de "verticalité" (si on peut dire ça comme ça...).
le second, le fait de pencher d'un coté va naturellement faire légèrement tourner le guidon, ce qui va donner une trajectoire courbe au vélo et v a te redresser par la force centrifuge.

Ce second effet, tu ne l'a plus (tu reste sur place => pas de force centrifuge).

Cependant, pour ce qui est de l'effet gyroscopique, tu le conserve, mais ce n'est pas dit qu'il serve à grand chose.
Imaginons que le vélo se déplace sur l'axe des X, l'axe des roues est sur Y, donc la verticale est sur Z.
l'axe de rotation des roues est sur Y, et si tu perds l'équilibre, le vecteur rotation de l'ensemble est sur X. Cela t'induit une rotation des roues sur l'axe Z, en traduction : cela te fait tourner le guidon dans le sens du virage (si tu tombe vers la gauche, le guidon tournera vers la gauche). Et là l'effet sera le même : la force centrifuge te redressera.

Comme je l'ai dit plus haut : de la force centrifuge tu n'en aura plus, donc plus d'équilibre...

Je m'avancerai même un peu en disant que c'est pour ça qu'essayer de faire du vélo en marche arrière est aussi compliqué, parce que cette stabilité du à l'effet gyroscopique de la roue avant, tu ne l'a plus (elle te fera pencher dans la mauvaise direction).

Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

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Comme je l'ai dit plus haut : de la force centrifuge tu n'en aura plus, donc plus d'équilibre...
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Bonjour Obi.
Un tapis roulant a une certaine largeur. Et cette largeur est plus grande que la largeur nécessaire pour rouler en ligne droite sur une route.
Donc, on peut disposer de l'équivalent de la force centrifuge qui est celle qui stabilise le vélo. Cette fois, la force sera la composante latérale de la force due à l'accélération vers l'arrière quand on tourne le guidon. Mais à chaque déséquilibre du vélo, celui-ci se fera entrainer un peu par le tapis roulant et in faudra compenser par le pédalage.
L'effet gyroscopique n'équilibre pas directement le vélo. Il ne fait que tourner le guidon pour que la force centrifuge équilibre le vélo. Un vélo avec le guidon attaché tombe comme s'il était à l'arrêt.
Mais, à la différence d'un vélo sans cycliste lancé sur une route, ici il faut un cycliste pour guider le vélo et le maintenir loin des bords du tapis. Si on dépasse les bords on tombe.
Cordialement,

[sitalgo]

B'jour,

C'est tout à fait possible, la différence est qu'il faut maintenir le vélo dans l'axe de déplacement du tapis et en dévier le moins possible, l'erreur devenant vite irrattrapable. Seuls les mouvements de guidon imprimés par le cycliste pour conserver la trajectoire comptent, l'effet gyroscopique et de chasse ne servent à rien, ils ne conservent pas l'unique trajectoire possible. Un vélo (théorique) sans cycliste se vianderait bien plus rapidement que lancé sur un sol fixe.
Même sur un tapis infiniment long et large, vouloir faire un virage à 90° doit demander un certain temps d'adaptation pour gérer l'accélération longitudinale (par rapport au tapis) qu'on prend, la solution étant de savamment surincliner le vélo pendant le virage.

[LPFR]

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Même sur un tapis infiniment long et large, vouloir faire un virage à 90° doit demander un certain temps d'adaptation pour gérer l'accélération longitudinale (par rapport au tapis) qu'on prend, la solution étant de savamment surincliner le vélo pendant le virage.

Bonjour Sitalgo.
Si le tapis est infiniment long et large, vous ne voyez pas les limites. Et comme le référentiel du tapis est aussi inertiel qu'une piste l'aéroport, vous ne saurez pas que vous êtes sur un tapis.
Vous tournerez à 90° avec la même facilité que sur la route.

S'il n'est pas infiniment long et large, la situation est la même, sauf que vous aurez la trouille de sortir des limites du tapis.
Cordialement,

[sitalgo]

Bonjour Sitalgo.
Si le tapis est infiniment long et large, vous ne voyez pas les limites. Et comme le référentiel du tapis est aussi inertiel qu'une piste l'aéroport, vous ne saurez pas que vous êtes sur un tapis.
Vous tournerez à 90° avec la même facilité que sur la route.

Effectivement, j'avais extrapolé trop vite à partir du cas où on changeait de direction "instantanément" mais les forces fournies progressivement au vélo doivent être ressentie par le cycliste comme dans un virage normal.

[jgiovan]

Bonjour,

il suffit de s'intéresser un minimum au cyclisme pour savoir que c'est non seulement possible mais surtout que ca se fait.

Les cyclistes sur piste s'échauffent et se détendent de cette facon, pas exactememt sur un tapis roulant mais plutôt sur des cylindres.

Mais le résultat est le même : le vélo est "immobile" et n'en reste pas moins stable !

[delphi_jb]

OK, je crois que j'ai eu ma réponse: c'est possible.

entre temps, j'ai fait quelque recherche sur le net et comme une image (animé)
vaut mieux qu'un long forum, voici ce que j'ai trouvé:

http://www.youtube.com/watch?v=XknEvdUN6lE
http://www.youtube.com/watch?v=9Ae9KnRYx8w

[178m2Hf]

Dans la première vidéo, je pense que la personne à freiner trop fort ou que sa vitesse à été modifiée, du coup le tapis à entrainer le vélo, et le poids debout du biker aidant, il a basculer en avant...Mais il en rit, j'en conclus qu'il s'est pas fait trop mal...

[sitalgo]

entre temps, j'ai fait quelque recherche sur le net et comme une image (animé)
vaut mieux qu'un long forum, voici ce que j'ai trouvé:

Oui mais c'est bien plus drôle de s'engueuler avant d'avoir la preuve.

[178m2Hf]

Oui c'est vrai, mais on peut voir que malgré les approches, on a plus ou moins la réponse, ce qui en soit est très intéressant...