Rower

Historia

Rower miał wielu konstruktorów. Do jego powstania przyczynili się głównie: Leonardo da Vinci, pomysłodawca łożyska; Mède de Sivrac, który w 1765 zbudował podobno „rower biegowy, którym jednak nie można było sterować; Karl Drais ze swoją „drezynką” (Laufmachine, 1817), która nie posiadała pedałów, ale miała sterowalne koło przednie; następnie w 1861 Pierre Michaux – konstruktor welocypedu napędzanego przez pedały umieszczone bezpośrednio na osi przedniego koła; jednocześnie w Stanach Zjednoczonych Pierre Lallement opatentował podobny pojazd; osiem lat później James Starley poprzez wynalezienie szprych przyczynił się do budowy bicykla, którego koła różniły się wielkością; w końcu w 1885 John Kemp Starley i William Sutton wprowadzili do sprzedaży pojazd przypominający dzisiejsze rowery (o dwóch równej wielkości kołach i napędzie łańcuchowym); a trzy lata później został on wyposażony w opony wynalezione przez Johna Dunlopa; systemy przełożeń i stalową ramę w innym kształcie wprowadzono pod koniec XIX wieku.

Z tej zagmatwanej historii roweru można wyciągnąć wnioski na temat jego dzisiejszego nazewnictwa. W Polsce jego nazwa pochodzi od produktu Starleya i Suttona „Rover Safety Bicycle”, który, jak wskazuje pełna nazwa, był o wiele bezpieczniejszy niż używany w tamtym czasie bicykl. Ze względu na spore rozmiary przedniego koła bicykla był on podatny na upadki, a jazda na nim stanowiła duże wyzwanie i wymagała zręczności. W języku angielskim, mimo że rower nie przypomina już tej niebezpiecznej maszyny, nadal stosuje się nazwę „bicycle”. „Rover” jest dziś częstą nazwą nadawaną pojazdom kosmicznym, a znaczy tyle co „wędrowiec”. Natomiast Francuzi na cześć wynalazku Pierre`a Michaux używają skrótu od welocypedu – „vélo”. „Wielosipied” jest także rosyjską nazwą tej maszyny.

Działanie

Jednak mimo szerokiej dostępności tego środka transportu, wielu jego użytkowników nadal nie zdaje sobie sprawy z tego, jak działa rower. Mechanizm napędowy jest oczywiście bardzo prosty (chociaż został on skonstruowany wiele lat po wynalezieniu maszyny parowej i wprowadzony do użytku równolegle z silnikami spalinowymi), jednak trudności w zrozumieniu sprawia to, jak rower utrzymuje się w pionie, jeśli ma tylko dwa koła. Niektórzy uzasadniają to tak zwanym efektem żyroskopowym, który wskazuje, że kręcące się koło trudno jest wychylić z płaszczyzny obrotu.

Takie myślenie prowadzi do spaczonych wniosków. Jeśli efekt żyroskopowy w rowerze byłby na tyle silny, żeby utrzymać pojazd z człowiekiem, trudno byłoby nim w ogóle skręcać. Przecież efekt ten nie może magicznie zanikać przy płaszczyźnie równoległej do jezdni. Okazuje się, że dla tak lekkiego i mało rozpędzonego koła, jakie znajduje się w rowerze zjawisko to jest zupełnie pomijalne w stosunku do masy całego roweru i rowerzysty.

Rower utrzymuje się w pionie dzięki nieustannemu skręcaniu. Jego przedni widelec jest zamontowany pod kątem, co ułatwia utrzymywanie balansu.

Kiedy całość jest w ruchu i rower spada w prawo – jego przednie koło także przechyla się w prawo i niejako „najeżdża” na miejsce swojego upadku. W taki sposób maszyna się nie wywraca. Podobnie zachowuje się kijek, który położymy na ręce. Jeśli przechyla się on do przodu – i my wyciągamy dłoń od siebie, przez co kijek zachowuje równowagę. Żeby przekonać się, że rower bez przerwy skręca, można zablokować jego kierownicę względem ramy. Wówczas, kiedy rozpędzimy pojazd, nie ujedzie on nawet kilku metrów. Rower nie zachowuje się tak jednak, jeśli jego ster może swobodnie skręcać – wtedy zachowuje pion aż do napotkania przeszkody lub znacznego zmniejszenia prędkości. Jazda na rowerze polega więc na nieustannym zapobieganiu upadkom w ostatniej chwili. Ślady kół rowerowych nigdy nie są proste i łatwo założyć się z kimś, że nie zdoła przejechać nawet pięciu metrów (na płaskiej i gładkiej powierzchni) bez minimalnego skrętu kierownicy. Co do efektu żyroskopowego – niektórzy się mylili. Zrobiono bowiem nawet kilka doświadczeń, w których dwa dodatkowe koła doczepione nad rowerem kręciły się w stronę przeciwną niż koła jezdne i w taki sposób pozbyto się tego efektu. Kierowca jednak nie miał najmniejszego problemu z utrzymaniem równowagi. Poza tym płaszczyzna obrotu kół podczas jazdy podlega nieustannym wychyleniom (zwłaszcza, jeśli lubi się wyzwania), co także byłoby trudne do osiągnięcia przy dużym efekcie żyroskopowym.

Rowerem czy pieszo?

W rowerze może zastanawiać jeszcze parę rzeczy. Główną zagadką jest to, czemu podróż rowerem jest o wiele mniej energochłonna w porównaniu w pieszą wycieczką na ten sam dystans. Otóż rozwiązanie jest proste, ale nie takie, jak myślicie. Myślicie bowiem zapewne o tym, że podczas jazdy z górki rower porusza się w zasadzie bez oporów, a człowiek nie może tak po prostu sunąć butami po asfalcie. Racja, jednak to spostrzeżenie odnosi się wyłącznie do mieszkańców Warmii, gdzie pofałdowany teren to szara codzienność. Co jednak z „płaskim” Mazowszem, którego mieszkańcy nie mogliby tak łatwo korzystać z „darmowej” siły przyciągania ziemskiego? Wiadomo jednak, że jazda rowerem jest lepsza od spaceru niezależnie, czy teren jest górzysty, czy płaski.

Trzeba nam rozpracować chód człowieka. Podczas marszu co krok podnosimy nasze ciało na wysokość około pięciu centymetrów. A jeśli idziemy w sposób upośledzony, to mięśnie nóg mocno się męczą i wychodzi na to samo. Jeśli przyjąć, że krok to 76 cm, to po dwóch kilometrach marszu wykonamy około 3 tysiące kroków. Tyle razy wzniesiemy się i bezwładnie opadniemy – łączna wysokość wspinaczki będzie więc równa 150 metrom. Jazda na rowerze nie wymaga podnoszenia środka ciężkości, a nawet jeśli jedziemy „na stojąco” i zataczamy głową półokręgi, przenosimy jedynie ciężar ciała z jednego pedału na drugi.

Do tego dochodzą jeszcze wspomniane wcześniej wzniesienia. Żeby jednak było sprawiedliwie, mimo że zjazd wymaga mniej siły niż zejście, to wjazd jest trudniejszy niż wejście. Nawet jeśli mamy najlepsze przełożenia w najnowszym gravelu. Masa roweru nie jest tak bardzo istotna jak to, że rower wciąż podlega sile grawitacji, która ciągnie go w dół. Jeśli stoimy na stromym wzniesieniu, nie za bardzo musimy się przejmować tym, żeby nie spaść. Jeśli natomiast chcielibyśmy unieruchomić rower używamy hamulców. Z hamulcami jednak ciężko jest jechać dalej, więc musimy nacisnąć na pedały. A jeśli naciskamy, to już przy „staniu w miejscu” na wzniesieniu używamy siły. Kiedy pieszy i rowerzysta ruszą, pierwszy będzie musiał wykonać pracę potrzebną do wejścia na szczyt (oraz do podnoszenia ciała co krok), a drugi dodatkowo do „niezjechania”.

Opierałem się na książkach: Liczby nie kłamią, V. Smil oraz Kwantechizm, A. Dragan. Z tego jedna się przewróciła.