Чтиво

На рисунке простая и подходящая модель байка, которая однажды уже использовалась с целью показать, как работает широкая шина в повороте. Пусть полукруг в нижней части – это часть шины (ее поперечный срез), которая в точке Пк контактирует с дорожным полотном. Желтые кружки в верхней части – центры масс: Цм – мотоцикла, Цп – пилота, Цс – системы «пилот-мотоцикл». Пунктирная линия, проходящая через Цм и поперечный срез шины — линия вертикальной симметрии байка.

Все остальное я отдаю на откуп вашему воображению, пользуясь которым, вы можете вообразить, например, CBR600RR и симпатичную девушку в качестве ее пилота. Это может быть прекрасное утро и горный серпантин. Допустим, она только что обогнала вас и едет впереди, при этом дорога уходит вправо, и вы оба закладываете байки в правый поворот. Эх… скорей бы лето.
На Рис.1 изображены основные силы, которые при этом будут действовать на мотоциклы, изображены графически в виде векторов. При этом направление вектора указывает на направление действия силы, а его длина пропорциональна величине действующей силы.
Силы, сверху вниз:

Цб. – центробежная сила. Сила, которая пытается вас опрокинуть и вытолкать наружу поворота. Сила приложена к центру масс и направлена горизонтально влево.
Тж. – сила тяжести. Сила, с которой все, что так или иначе относится к планете Земля, притягивается по направлению к ее центру. Сила приложена к центру масс и направлена вертикально вниз.
Тж.+Цб. – результат совместного действия центробежной и силы тяжести. Геометрически представляет собой сумму векторов Тж. и Цб. Сила направлена в точку контакта шины с дорогой. Это является условием поддержания равновесия в повороте(далее станет яснее почему).

Если на этом остановится, то наша условная модель мотоцикла завертится в спираль и направится куда-то к центру планеты, т.к. перечисленные силы останутся ничем не скомпенсированы. В реальности же, покуда есть дорога под колесами, этого не произойдет. Наличие опоры рождает силы равные по величине и противоположные по направлению силам уже обозначенным:

Оп. – реакция опоры. Сила направлена вертикально вверх и равна по величине силе тяжести.
Тр. – сила трения. Рождается в паре с любой силой, которая пытается сдвинуть объект относительно поверхности, на которой он находится. В нашем случае работает в паре с центробежной силой.
Тр.+Оп. – результат совместного действия сил реакции опоры и трения. Сила равна по величине и противоположна по направлению силе Тж.+Цб.

Теперь, когда каждая сила работает в паре, система находится в равновесии. Для девушки-пилота Хонды и для вас, едущего за ней, подобное равновесие значит только одно — вы остаетесь стабильны на всем протяжении поворота.

Представим теперь, что вы проходите этот поворот впервые. И сначала девушка, а потом и вы вдруг понимаете, что его радиус уменьшается, но вы все еще не видите выхода. На Рис.1, т.е. для текущей модели вашего движения, уменьшающийся радиус поворота будет означать рост центробежной силы. Красный вектор Цб отмеченный на рисунке моделирует эту ситуацию. При этом изменится и результирующий вектор Тж+Цб. Теперь он направлен не в пятно контакта, а в точку находящуюся снаружи от траектории движения. Это означает, что теперь сила Тж+Цб пытается опрокинуть байк с некоторым плечом L наружу поворота.

Понимая, что вас выталкивает наружу, вы можете попытаться рулением вернуть изменивший направление вектор Тж+Цб обратно в пятно контакта и следовать исходной траектории. Смотрим Рис.2. Для этого вам придется наклонить байк ниже и, в нашем случае, необходимый угол наклона составит 62 градуса (на рисунке отмечен угол относительно дороги в 28 градусов. 90-28=62 – угол относительно вертикали или угол наклона). В теории это возможно. На практике, угол наклона в 60 градусов будет предельным даже для «боевого» спортивного мотоцикла moto GP класса. Понимая это, и то что одно лишь руление в подобном случае подведет вас вплотную к пределу возможностей мотоцикла, ни девушка, ни вы, будучи в здравом уме, рисковать не намерены (ведь выхода из поворота еще не видно). Вы принимаете решение свесится с байка в сторону поворота.

На Рис.3 видно, что смещая свой центр тяжести (Цп) вниз, вы смещаете и общий с мотоциклом центр тяжести (Цс) вниз. Это позволяет вам не только вернуть вектор Тж.+Цп. в пятно контакта, но при этом сохранить относительно безопасный угол наклона мотоцикла.

Вот, собственно и все. Надеюсь, кому-то это поможет или натолкнет на интересные вопросы и более подробное изучение темы.

p.s. догнали ли вы потом девушку или нет — решайте сами )).