Het gyroscopisch effect

In het boek en andere media wordt weleens over het gyroscopisch effect gesproken. Een mysterieus verschijnsel dat zou bijdragen aan het evenwicht op de fiets, en bij het nemen van een bocht. Maar hoe zit dat nou precies?

TEKST, FOTO'S & VIDEO: MICHEL ROMEN


Wat is het?

Het gyroscopisch effect is een populaire naam voor het "behoud van impulsmoment". Dit is een natuurkundig verschijnsel, dat voorkomt als een wiel of schijf met een bepaalde massa rond zijn as draait. Deze ronddraaiende massa wil van nature zijn oriëntering in de ruimte behouden, en zal zich verzetten tegen verandering van de stand van de draaias.

Laten we als voorbeeld een fietswiel nemen (zie de afbeelding hieronder). Onder het rijden draait het wiel rond de wielas (de X-as). Als er een draaimoment op het wiel wordt uitgeoefend rond een as die loodrecht op de wielas staat (bijvoorbeeld een stuurbeweging rond de Y-as), dan ontstaat een extra draaimoment om de derde as (een kantelbeweging om de Z-as), die weer loodrecht op de eerdergenoemde assen staat.

Een bekend experiment om het gyroscopisch effect aan te tonen is een draaiend fietswiel, dat maar aan één kant ondersteund wordt. Onder invloed van de zwaartekracht ondervindt het wiel een draaimoment dat het wiel wil laten omklappen, maar het gyroscopisch effect verhindert dit en zorgt daarentegen voor een rotatie rond de verticale as. Officieel heet dit verschijnsel precessie.


Wat doet het op de fiets?

In principe versterken stuurbewegingen en kantelbewegingen op de fiets elkaar door het gyroscopisch effect - of ze werken elkaar juist tegen. Bij het ingaan van een bocht helpt het gyroscopisch effect, tijdens het tegensturen, de fiets in te laten kantelen. En op het moment dat de fiets de bocht inkantelt, bevordert het effect weer de instuurbeweging.


Wat kun je ermee?

Om eerlijk te zijn: vrij weinig. In de praktijk is het effect namelijk uiterst gering. Er wordt weleens aangenomen dat het gyroscopisch effect een belangrijke rol speelt bij het nemen van bochten, zoals hierboven besproken. En op een motorfiets klopt dat, maar op een mountainbike is het effect echter minimaal, omdat de wielen daarvoor te licht zijn en niet snel genoeg ronddraaien. Bovendien is in meerdere onderzoeken bewezen dat het bochtengedrag niet noemenswaardig verandert als het gyroscopisch effect er niet is.

Ook wordt vaak gedacht dat het gyroscopisch effect ervoor zorgt dat je onder het fietsen overeind blijft en je evenwicht bewaart. Ook in dit opzicht is het effect in de praktijk minimaal; het zijn kleine, meestal onbewuste stuurbewegingen die voorkomen dat je onder het rijden omvalt. Dreig je bijvoorbeeld naar links te vallen, dan stuur je naar links. Het contactpunt verplaatst zich eveneens naar links en het evenwicht wordt weer hersteld. Een bekende studie van de TU Delft toonde zelfs aan dat de fiets dit automatisch doet!