diaporama - St Joseph

Faire du Vélo ?
Un jeu d’enfant ...
L'adulte qui pratique avec aisance le vélo a
certainement oublié les heures d'apprentissage, les
chutes, les premiers mètres considérés comme
une victoire.
Pourquoi est-ce si difficile pour l'enfant qui ap-
prend et si facile pour celui qui sait faire du vélo ?
Comment peut-on maintenir un équilibre lorsqu'il
est en mouvement alors qu'à l'arrêt il tombe ?
Cette dualité équilibre-mouvement, instabilité-
arrêt ne peut qu'être due à un effet dynamique.
L'effet gyroscopique est l'effet dynamique quasi magique qui empêche la toupie de tomber, qui permet à un
cerceau ou une pièce de monnaie de se déplacer en ligne droite. Il est bien connu des motards, ils l'utilisent
pour pencher leur lourde moto, lors d'un virage, en tournant le guidon dans le sens opposé au virage !
Serait-ce le couple gyroscopique qui assurerait l'équilibre du vélo en mouvement ?
C'est ce que nous avons voulu vérifier en instrumentant un vélo de façon à mesurer ses
mouvements lors d'un déplacement en ligne droite
Appuyer sur une touche pour continuer ...
Fabien Le Bouter
Manuel Philippe

Travaux
d’Initiative
Personnelle
Encadré
Pour effectuer des mesures en dehors du
laboratoire il fallait disposer d'un dispositif de
mesure portable : l'interface "LabPro" permet
l'utilisation des calculatrices TI pour le stockage
des données et dispose de 4 voies analogiques
et 4 voies numériques.
Deux potentiomètres "Bournus"
0-5V fourniront
la mesure de rotation de la roue
et celle du guidon.
Deux accéléromètres ±2g permettront l'acquisition
de l'inclinaison du vélo et l'accélération du CdG

Travaux
d’Initiative
Personnelle
Encadré
Les conditions d'essai
La mesure a été effectuée sur une distance de 25m, départ arrêté avec une
phase d'accélération sur une dizaine de m et une phase quasi constante sur
quelques mètres
Les consignes, lors de l'essai, étaient de suivre une ligne droite et de donner par 2
fois deux "coups de guidon" (on les perçoit ci-dessous aux alentours de 11 et 18m)
1er constat :
Le vélo ne peut suivre une trajectoire parfaitement rectiligne

Travaux
d’Initiative
Personnelle
Encadré
2ème constat :
Si l'on superpose l'évolution de l'inclinaison du
vélo (/ plan ^ au sol) v à la vitesse angulaire
du guidon g , on voit de façon assez nette
l'influence de cette rotation sur l'équilibre.
Est-ce le couple gyroscopique qui
rétablit l'équilibre ?
Inclinaison du vélo v
Vitesse angulaire du guidon g

Travaux
d’Initiative
Personnelle
Encadré
Le couple gyroscopique est
un effet dynamique qui
apparaît lorsqu'il y a 2
rotations
L'expression ci-contre est une
approximation satisfaisante si l'on a une
rotation lente et une rapide et que les 2
rotations sont d'axes perpendiculaires.
Couple gyroscopique