Warum fällt das Fahrrad nicht um?

Seit langem hielten Physiker die Kreiselkräfte der drehenden Räder und den sogenannten Nachlaufeffekt für entscheidend. Wissenschaftler aus den USA sind anderer Meinung. In dem Fachmagazin "Science" erklären sie, dass die Verteilung der Massen am Rad ausschlaggebend sei. Ihre These entwickelte das Forscherteam aus den Niederlanden und den USA an einem extrem vereinfachten Modell eines Fahrrades.

Gyroskopischer Effekt und Prinzip des Nachlaufs

Seit vor etwa 100 Jahren der "Drahtesel" ein Massentransportmittel wurde, galt die Lehrmeinung, dass das Zweirad ab einer Geschwindigkeit von sechs Metern in der Sekunde auch ohne Fahrer nicht mehr umfällt. Verantwortlich machten die Fachleute den sogenannten gyroskopischen Effekt, Kreiselkräfte der rotierenden Reifen, die die Radachse, wie bei einer über den Tisch gerollten Münze, immer wieder aufrichten.

Auch wirkt das Prinzip des Nachlaufs. Dieser lässt sich an den seitlich aufgehängten Rollen eines Einkaufswagens beobachten, der letztlich auch immer in der Spur bleibt.

Forschungsergebnisse

Die Forscher von der Cornell University im US-Bundesstaat New York bauten mit Hilfe von niederländischen Kollegen ein Modell, das Two-Mass-Skate-Modell (TMS-Modell), mit dem sie nachweisen konnten, dass ein Zweirad auch ohne Kreiselkräfte und Nachlauf-Effekt aufrecht stehen bleiben kann.

Den Grund dafür sehen die Wissenschaftler in der Verteilung der Massen am Fahrrad. Gyro- und Nachlauf-Effekt seien zwar auch wichtig, letztlich aber nicht entscheidend. Neben der Verteilung der Massen sei auch die Neigung der Fahrradgabel für die Stabilität eines Fahrrades verantwortlich, schreiben die Forscher.

Mit ihren Erkenntnissen wollen die Forscher helfen, sicherere und einfachere Zweiräder zu bauen.