Задумывались ли вы о том, что помогает удерживаться в седле при езде на велосипеде? Ведь если вы заберетесь на стоящий велосипед, то остаться в равновесии вам не удастся, значит, причина в движении.
Попробуйте, держа за ось, повернуть колесо велосипеда, снятое, например, во время ремонта. Получилось? А теперь сделайте то же самое, предварительно раскрутив колесо. Ну как, легко? Все дело в том, что вертящееся колесо так же, как и волчок, стремится сохранить положение своей оси в пространстве. Вот в этом и кроется одно из объяснений устойчивости велосипеда во время езды, если вы хотите повернуть, то должны воздействовать на ось колеса с помощью руля.
Очень интересна история создания велосипеда. Есть свидетельство, что еще у древних египтян были какие-то двухколесные механизмы, которые, правда, приводились в движение толчками ног ездока о землю. Первые модели велосипедов, хоть в чем-то похожие на современные, появились в начале XIX века. Ближе к середине прошлого столетия велосипед обрел педали, и на нем уже можно было развивать заметную скорость. Затем вошли в употребление колеса с металлическими спицами и ободом, а также резиновыми шинами.
Различных моделей велосипедов конструировали великое множество. И вот чуть больше 100 лет назад был построен велосипед, основные черты которого сохранились и по сию пору. Это два колеса одного размера, цепная передача, зубчатое колесико на педалях, намного большее, чем на задней втулке, сидение, смещенное назад. Конечно, усовершенствование велосипедов не закончилось, и в этом вы легко убедитесь, наблюдая за велогонщиками или придя на выставку или в музей истории велотранспорта.
Почему, разогнавшись на санках с ледяной горки, мы можем довольно долго мчаться по прямой? Почему, раскрутив педали велосипеда, мы можем катиться опять-таки довольно долго и, если не вертеть рулем, тоже прямо? Почему, резко остановившись, мы можем вылететь из седла?
Все это проявления общего для всех тел свойства, называемого инерцией. Если вы хотите сдвинуть с места стол, вам надо приложить к нему силу, а стол как бы сопротивляется вашим стараниям. Это инерция покоя. Если вы хотите остановить те же санки или велосипед, вам опять-таки надо приложить силу, только теперь тормозящую. И Движущееся тело не подчинится вам мгновенно тоже будет словно сопротивляться. Это инерция движения.
Можно привести десятки хорошо известных примеров, где вы сталкиваетесь с инерцией. Еще не умея произносить это слово, вы набили себе немало шишек, знакомясь с ним, когда начинали ходить. Оказывается, как ни своенравна инерция, она подвластна строгим законам. Эти законы одни из главных в механике. Их установил великий Исаак Ньютон, и, пользуясь этими законами, инерцию можно не только объяснить, но и «приручить».
Например, при торможении поездов или автомобилей мы можем не просто растерять всю накопленную ими инерцию, а передать ее укрепленным внутри вагона огромным колесам-маховикам. Поезд остановился, а внутри него с большой скоростью вращается массивный диск. Захотели поехать дальше приводим в зацепление этот маховик с колесами поезда и он помогает двигателю сдвинуть поезд с места и затем разогнать.
Стремление тел двигаться по инерции используют при имитации перегрузок на тренировках летчиков и космонавтов. Для этого их сажают в специальную кабину, укрепленную на конце длинного рычага. Рычаг приводят во вращение с огромной скоростью вокруг оси, проходящей через другой его конец. Ясное дело, человек как и кабина, стремится вылететь, как камень из пращи. Но рычаг не «позволяет» им этого, удерживает на окружности и чем быстрее вращается, тем сильнее заставляет прижиматься человека к стенке кабины. Так имитируется сила, которую испытывает, скажем, космонавт при старте ракеты.