Contrary to common belief the dynamic equilibrium of a bicycle does not critically depend on the gyro-effect of its wheels, nor on the trailing of its front wheel, so Delft researchers explain in Science.
Run next to your bike and let it go. Most bikes will continue straight ahead. Now give it a sideward smack. Such abuse is ruefully tolerated as the bike will steer itself back on the right track. Although the stability of bicycles has been studied for almost 150 years, a bit of a mystery still remains. Last week, TU Delft researchers, Dr Arend Schwab and Jordi Kooijman (Msc), together with American colleagues, added another sequel to the bicycle studies in Science.
It was commonly believed, they explain, that the gyroscopic effect of the wheels is essential for a bike’s balance, as is a certain amount of trailing (the point of contact of the front tire is some centimetres behind the steering axis). A clever experiment however has proven that neither aspect is essential for balancing the bike, although both aspects do generally help.
The mathematical model of a standard bicycle, as published by Schwab in 2007, has no less then 25 parameters. Researcher Jim Papadopoulos (University of Wisconsin) reduced that number to eight in what was, when built, a weird looking contraption. Delft researchers from the 3mE faculty then built that ‘bike’ to test its stability. Its design has no gyroscopic effect (each wheel is balanced by a similar wheel rotating the other way) and no trailing (the wheel touches ground in front of the steering axis). Hence, if the ‘bike’ is stable (which it is), apparently neither the gyroscope effect nor the trailing is essential for a bicycle’s balance.
So what is essential? Basically, as Professor Andy Ruina from Cornell University explains, it’s the ability to bring the bike’s wheels back underneath it. Schwab says the same thing but differently: a bicycle should steer towards its fall. Once a bike banks over (after a smack on the side), it is essential that the steering wheel falls even quicker than the rest of the bike. By steering into the fall the bicycle brings its wheels once again underneath it and restores the equilibrium.
Ik heb het niet zo op verhalenbundels. Geef mij maar een boek met lange adem waar ik keer op keer in terug kan keren. Een verhalenbundel is me te vluchtig. Bij het derde verhaal ben ik het eerste kwijt. En toch, na het lezen van Thijs de Boers debuut ‘Vogels die vlees eten’ was ik verpletterd door het geheel. Misschien omdat alle verhalen in de ik-vorm geschreven zijn, en omdat ze allemaal een mate van krankzinnigheid bevatten, rijgen ze zich aaneen tot een zwartkomisch absurd avontuur waaraan niet te ontsnappen valt. Daar komt bij: De Boer schrijft fantastisch. Vaak korte rake zinnetjes, of die een wereld aan vragen oproepen. Ik heb er veel aangestreept en citeer er een paar.
Uit ‘Loopdrang’: ‘De gangen in dit gebouw beginnen alweer nog voordat ze zijn geëindigd. Het zijn cirkels.’ Zo beschrijft De Boer een kliniek die eens vergeetachtige bejaarden onderdak bood en nu psychiatrische patiënten die het liefst alles willen vergeten. De cirkel is rond.
Uit ‘Sylvia’: ‘Ik bel Anne en laat berichten achter. Ze reageert niet. Sylvia belt me en laat berichten achter. Ik reageer niet.’ Nooit zag ik de eenzaamheid hermetischer verwoord. Een paar bladzijden verder: ‘Ik kom Charis tegen en zeg: ‘Mijn leven is alleen maar een opeenvolging van allemaal nutteloze gebeurtenissen, et cetera, et cetera.’ Ze zegt: ‘Dat komt omdat we met onze ogen knipperen.’ Pardon?!
In ‘Ketamine’ doemt het besef op: ‘Dat dit niet onze vakantie was die we aan het verkloten waren, maar gewoon, ons hele leven.’ En even later: ‘En dan zegt mijn broer: ‘Ik heb het graf van mama verloren met kaarten.’ Veel gekker moet het niet worden. En toch, in ‘Schoon’ mengt een jongen de meisjes waarmee hij de nacht heeft doorgebracht uit voorzorg een morningafterpil door het ontbijt. ‘En in elk doosje zit slechts één pil. Eén morningafterpil. En ik denk dat het misschien beter is voor het milieu als je ze ook in een familiepak kunt kopen.’ Geniale woordkeus: familiepak.
Zo kan ik nog wel even doorgaan. 144 Bladzijden lang om precies te zijn. De nuchtere toon en de heldere beelden vormen een intrigerend contrast met de gekte die nooit ver weg is, net zo min als de drugs, drank en seks. En dan weer een ontroerende liefdesbrief in het verhaal ‘(geen titel)’, die eindigt met de zin ‘Maar misschien moet ik eerst even iemand bellen om naar mijn ballen te laten kijken.’ Ik bedoel maar.
Thijs de Boer begint naam te maken, en dat geheel verdiend. Hij was een van de winnaars bij de schrijfprijs DuizendWoorden (VPRO De Avonden), hij won de Hollands Maandblad Schrijfbeurs en hij werd onlangs door Chris Bajema bij Kunststof de hemel in geprezen. Ik zou zeggen: mis hem niet.
Thijs de Boer, Vogels die vlees eten, Uitgeverij Nieuw Amsterdam, 2010, paperback 144 blz., € 16,50.
www.thijsdeboer.com
Smaakt dit naar meer? Het besproken boek is te vinden op de leestafel in de TU-bibliotheek.
Run next to your bike and let it go. Most bikes will continue straight ahead. Now give it a sideward smack. Such abuse is ruefully tolerated as the bike will steer itself back on the right track. Although the stability of bicycles has been studied for almost 150 years, a bit of a mystery still remains. Last week, TU Delft researchers, Dr Arend Schwab and Jordi Kooijman (Msc), together with American colleagues, added another sequel to the bicycle studies in Science.
It was commonly believed, they explain, that the gyroscopic effect of the wheels is essential for a bike’s balance, as is a certain amount of trailing (the point of contact of the front tire is some centimetres behind the steering axis). A clever experiment however has proven that neither aspect is essential for balancing the bike, although both aspects do generally help.
The mathematical model of a standard bicycle, as published by Schwab in 2007, has no less then 25 parameters. Researcher Jim Papadopoulos (University of Wisconsin) reduced that number to eight in what was, when built, a weird looking contraption. Delft researchers from the 3mE faculty then built that ‘bike’ to test its stability. Its design has no gyroscopic effect (each wheel is balanced by a similar wheel rotating the other way) and no trailing (the wheel touches ground in front of the steering axis). Hence, if the ‘bike’ is stable (which it is), apparently neither the gyroscope effect nor the trailing is essential for a bicycle’s balance.
So what is essential? Basically, as Professor Andy Ruina from Cornell University explains, it’s the ability to bring the bike’s wheels back underneath it. Schwab says the same thing but differently: a bicycle should steer towards its fall. Once a bike banks over (after a smack on the side), it is essential that the steering wheel falls even quicker than the rest of the bike. By steering into the fall the bicycle brings its wheels once again underneath it and restores the equilibrium.
bicycle.tudelft.nl/stablebicycle
J.D.G Kooijman, J.P. Meijgaard, Jim M. Papadopoulos, Andy Ruina, A.L. Schwab: A Bicycle Can Be Self-Stable Without Gyroscopic or Caster Effects, Science, 15 April 2011
Do you have a question or comment about this article?
delta@tudelft.nl
Comments are closed.