Mécanique classique (pas quantique) et pilotage moto

[Sétaoulotus]

Est-ce que ça intéresse quelqu'un de discuter la physique du mouvement à moto, équations et graphiques à l'appui ?
Trop cérébral?
C'est pas grave...

[R. Flagg]

Lune !!!!! tu vas pouvoir causer !!!

( et me coller une paix royale, par de la même........ )



Lord Shadow ...........Physique molle et séculaire !!

[thunderbird]

A moto , j'arrête de penser !

[dekkard]

alors j'aime pas la mécanique et les maths me donnent mal à la tête donc...je dirais..euh...beaurkkkkkkkk!!

[Sétaoulotus]

Ah tant pis, dommage
La physique m'a déjà sauvé la mise à moto
Mais, bon je m'attendais un peu à une réaction de rejet
Je pensais que même s'il n'y avait pas beaucoup de chance, il fallait tenter le coup
Mes excuses à ceux que ça a fait frémir

[labricolle]

Pas de bol , je suis chimiste , les maths et physique sa me donne mal au crane je calcul pas en moto

[Sétaoulotus]

En chimie, il n'y a pas par hasard de cours de physique du solide? Equation d'onde, réseau réciproque et transformée de Fourrier etc... Oui bon c'est vrai que c'est plutôt quantique
Ca fait pas trop mal à la tête?

[Lixou]

Ben moi, il y a un phénomène vachement pratique et utilisé par tous les motards que j'ai jamais réussi à comprendre : l'effet gyroscopique qui redresse la moto ou bien qui la maintient droite à très basse vitesse quand on la fait patiner...

Si quelqu'un saurait m'expliquer, je serais preneuse

[labricolle]

Je suis dans la branche chimie organique

[Sétaoulotus]

explication de l'effet gyroscopique en équations ou phénoménologique?

[Lixou]

explication de l'effet gyroscopique en équations ou phénoménologique?

Phénoménologique, le pourquoi du comment ...

[Sétaoulotus]

ok je vais tenter le coup pour l'explication phénoménologique dans un prochain message (il y a même une expérience sensorielle qui donne un assez bon ressenti de l'effet, il faut juste que je me rappelle de la marche à suivre)
A l'uni, les prof. étaient tous plutôt théoriciens, alors tout s'expliquait avec les équations
J'espère arriver à passer en termes plus expérimentaux
Merci pour l'intérêt, j'aime bien parler de physique, surtout quand ça finit en grande disputes, réfutations etc... on finit toujours par dire une énormité qui fait rire

[Lixou]

ok je vais tenter le coup pour l'explication phénoménologique dans un prochain message (il y a même une expérience sensorielle qui donne un assez bon ressenti de l'effet, il faut juste que je me rappelle de la marche à suivre)
A l'uni, les prof. étaient tous plutôt théoriciens, alors tout s'expliquait avec les équations
J'espère arriver à passer en termes plus expérimentaux
Merci pour l'intérêt, j'aime bien parler de physique, surtout quand ça finit en grande disputes, réfutations etc... on finit toujours par dire une énormité qui fait rire

Tout ce que j'ai trouvé comme info jusqu'à maintenant, c'est les effets, "une roue qui tourne aura tendance à résister aux changement de direction" ... avec l'exemple de la roue de vélo, le cerceau etc. Ok pour ça, mais c'est le pourquoi que je ne saisi pas...

Une histoire de force ?

[Sétaoulotus]

Bon j'essaie d'expliquer
D'abord je précise : j'avais proposé ce sujet parce que je suis nettement plus à l'aise en mécanique quantique qu'en mécanique classique. Je me voyais plus en train d'échanger des équations etc... que d'expliquer la phénoménologie qui m'échappe un peu à moi aussi.
Expérience sensorielle (comme vous l'avez décrite) :
Vous prenez une roue de vélo et vous la tenez à bout de bras par les écrous du moyeu. La roue doit être verticale sur son axe.
Demandez à quelqu'un de faire tourner la roue.
Puis essayer de pencher la roue vers la droite ou la gauche. Vous allez sentir une résistance au mouvement. Il faudra plus de force qu'on ne pense pour pencher une roue qui tourne.

Ma compréhension (je parle sous le contrôle de ceux qui sont plus sûrs que moi) : C'est grâce à l'effet gyroscopique qu'une moto, qui ne tient pas debout toute seule à l'arrêt (les roues ne tournent pas), tient debout toute seule quand elle roule tout droit (donc la moto est verticale et pas penchée et les roues tournent). L'effet gyroscopique empêche la moto de tomber parce que les deux roues veulent rester verticales. Elles vont opposer une résistance à toute force qui voudrait faire pencher la moto à droite ou à gauche.
C'est l'effet gyroscopique qu'il faut vaincre quand on veut pencher sa moto dans un tournant.
Cela dit, je ne sens aucune résistance quand je tourne en contrebraquage et je me demande pourquoi. Petit effet de levier du guidon?
Pourquoi y-a-t'il un effet gyroscopique ? C'est une question de conservation du moment cinétique
(explication au prochain message)

[dekkard]

je t'ai reconnu Sheldon...

[Sétaoulotus]

L'être humain observe la nature et découvre qu'elle a des lois. Il décrit ces lois en utilisant des termes mathématiques. C'est plus rapide que d'utiliser des mots (oh oui).
Ici je pose qu'une équation et elle explique tout : tnet=ⅆL/ⅆt=0. Voilà, pour un physicien c'est fini.

Maintenant j'utilise des mots et c'est beaucoup plus long :
Ici la loi responsable de l'effet gyroscopique c'est : la conservation du moment angulaire (c'est le L dans l'équation).

D'une façon générale, on peut dire que les objets qui tournent ont un effet stabilisateur :une roue ne tient pas toute seule debout, mais si vous la faites rouler, elle ne tombe pas (tout de suite). C'est le moment angulaire qui lui donne cette stabilisation, parce que le moment angulaire est conservé. Ca veut dire qu'il reste tout le temps le même, il ne change pas.

Qu'est-ce que le moment angulaire ? C'est un terme barbare que les physiciens utilisent pour décrire une relation entre la vitesse de rotation de la roue, sa masse et son rayon. On ne voit pas le moment angulaire à l'oeil nu, on le calcule.

Le moment angulaire est un vecteur (en physique on le représente par une flèche). Pourquoi ? Parce qu'un vecteur a un sens, une direction et une grandeur. La vitesse est un vecteur (je vais de Tombouctou à Katmandou [c'est la direction]et pas de Katmandou à Tombouctou [c'est le sens] et j'y vais à 200 km/h [c'est la grandeur]. L'accélération est un vecteur (quand j'accélère dans le sens inverse, je décélère).

Le moment angulaire a une direction (qui dépend de direction de la rotation de la roue ; la direction du moment angulaire n'est pas la même si ma roue est debout comme celle d'une moto, ou si la roue est couchée, comme quand vous tombez de votre vélo et la roue du vélo couché par terre continue à tourner), un sens (qui dépend si la roue tourne dans le sens des aiguilles d'une montre ou inversement) et une grandeur (qui dépend de la vitesse de rotation de la roue).

Pour une moto qui avance tout droit, le moment angulaire c'est une flèche qui sort du centre de la roue, du côté gauche et qui est parallèle au sol (je crois).

Le moment angulaire une fois installé, si vous ne faites rien il continue comme ça (jusqu'à ce que les forces du frottement annulent la rotation, et alors, s'il n'y a plus de rotation, il n'y a plus de moment angulaire) .


Le seul moyen de casser la conservation du moment angulaire, c'est d'appliquer .... une force !

La nature a fait ainsi et l'homme a décodé : si vous voulez changer le moment angulaire, donc briser sa conservation, vous devez appliquer une force (c'est le t dans l'équation).

Donc pour tourner la moto à droite, vous devez tourner la roue à droite (sauf les cinglés qui la tournent dans l'autre sens pour entrer en dérapage dans un virage), donc vous devez changer son moment angulaire, et pour le changer vous devez appliquer une force. Et plus vous voulez changer la direction de la roue , plus la force que vous appliquez doit être grande.

Si maintenant je veux être rigoureuse je dois conclure : Le moment angulaire est conservé si on n'applique aucune force sur la roue (ou si toutes les forces que j'applique s'annulent). Si j'applique une force et pendant tout le temps où je l'applique, le moment angulaire n'est plus conservé.

En fait si vous n'avez jamais compris les raisons de l'effet gyroscopique et la conservation du moment angulaire (même et peut-être surtout après mon explication) c'est normal. C'est considéré comme un des effets les plus compliqués et les plus contre-intuitifs de la physique du mouvement de rotation (si vous voulez détruire vos intuitions, faites de la MQ = mécanique quantique).

[dekkard]

dis Mad tu veux un efferalgan???

[Sétaoulotus]

un quoi?

[dekkard]

ah oui pardon je te donne le terme scientifique pour que tu comprennes :acétaminophène..

[Sétaoulotus]

C'est un peu mou pour ce que j'ai non?
Je déconnecte, bonjour

[dekkard]

te vexe pas c'est de l'humour..

une tite vidéo sympa
[youtube][/youtube]

[Joujou]

En fait pour parler plus simplement, l'effet gyroscopique est une force centrifuge qui à pour point null le milieu de la roue.
la force centrifuge, c'est une force présente dans un effet de rotation qui attire vers l'extérieur ( comme lorsque dans un virage avec la vitesse tu pars vers l'extérieur de celui ci).

Pour la roue, c'est pareil, lorsqu'elle tourne, la force du cercle (le pneu) essaie de sortir vers l'extérieur. Mais comme le cercle est fermé, la force est équilibrer autour du point null, le moyeux.
Le fait que la roue reste vertical vient du fait que sur terre, tu a la graviter en plus. Donc ton point null est excentrer et puisque la roue tourne quand même sur un point fixe, cela la force à se maintenir vertical pour trouver un point d'équilibre dans les force.
Résultat, tu tombe pas

J'espère que c'est assez clair.

Je te ferais bien des dessins, mais pas possible depuis l'ipad

[Yoda]

Sujet très intéressant, merci à vous.

Pour ma part un peu de physique et d'étude des forces durant les études donc c'est pas si contre-intuitif que ça.

En revanche il y a une chose que je ne comprends pas:

1_ l'effet gyroscopique maintient la moto droite quand les roues tournent, OK.
2_ Pour pencher la moto et donc casser l'effet gyro, on penche la moto et pour se faire on pousse le guidon dans la direction opposée, OK. (pour attaquer une courbe à gauche, on va pousser la poignée de gauche et donc faire obliquer la roue vers la droite isn't it?) ==> C'est pas logique pour nous autres homo sapiens sapiens mais c'est comme ça.

Mais pourquoi à faible vitesse c'est l'inverse <30km/h, là on doit pousser la poignée de droite pour aller à gauche????

Ce qui semble totalement logique cette fois mais pas tant que ça vu que la chose illogique du 2_ est logique vu que c'est à cause de l'effet gyro.......bref, la moto c'est pour le plaisir mais dès qu'on cherche à comprendre comment ça marche ça fait mal à la tête!

Effet gyro trop faible? Discontinuité spatio temporelle? Si qqn à une explication logique, je suis preneur.

Meci

[Joujou]

En fait, ce n'est pas l'effet gyro qui est trop faible dans ce cas, mais la force centrifuge.
En effet à faible vitesse, tu va tous simplement tourner et tu ne luteras que peu contre la force centrifuge, ceci ne te demanderas donc pas de baisse fortement ton centre de graviter pour garder un équilibre entre graviter et force centrifuge.
À grande vitesse, (cf moto gp) la force centrifuge est tellement intenses que pour luter il faut abaisser le centre de graviter très bas.
À ce moment, l'effet gyro devient une pb, car à grande vitesse, l'effet t'empêche de tourner la roue de façon horizontale et va essayer de redresser la moto pour trouver un équilibre (cf poste précédent)
De ce fait, en inclinant ta moto pour luter contre la force centrifuge tes roue sous l'effet gyro tournerons vers l'intérieur pour se redresser. Pour éviter que ta moto face une équerre, tu va luter donc contre la graviter et l'effet gyro en poussant sur la poignée à l'intérieur du virage.

Pareil, si je ne suis pas assez claire, je ferais mieux au prochain coup

[thunderbird]

(si vous voulez détruire vos intuitions, faites de la MQ = mécanique quantique.