Kopfball
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Sendung vom 10. April 2011

Gereon Schmitz fragt: Wertung: 3.0 von 5 möglichen Sternen

Wieso fällt man beim Fahrradfahren nicht um?

Im Stand kann man auf einem Fahrrad kaum das Gleichgewicht halten, aber sobald man eine gewisse Geschwindigkeit erreicht hat, fährt es sich erstaunlich leicht. Die Kopfball-Reporter Ulrike Brandt-Bohne und Burkhardt Weiß klären, warum das so ist, und bauen zum Beweis ein Rad, auf dem man garantiert nicht fahren kann.

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Geradeaus fahren in Schlangenlinien

Jedes Fahrrad kippt; ständig und bei jeder Geschwindigkeit. Fahrradfahrer wenden deshalb einen Trick an: Sie neigen sich abwechselnd von einer Seite zur anderen, um das Fallen zu verhindern. Aus diesem Grund fahren Radfahrer immer in Schlangenlinien. Entscheidend für die Stabilität ist dabei in erster Linie die Fliehkraft, die während der Kurvenfahrt nach außen drückt. Wenn man nach links kippt, muss man den Lenker nach links einschlagen. Die nach rechts gerichtete Fliehkraft richtet einen dann wieder auf. Je größer die Geschwindigkeit, desto stärker ist dieser Effekt. Daher hält man bei höherem Tempo auch leichter die Balance.
Ganz ohne Lenkbewegungen kann man also offensichtlich nicht Fahrrad fahren, oder doch? Ulrike und Burkhardt probieren das im Studio aus: Sie schrauben den Lenker fest und Burkhardt versucht, mit dem starren Lenker zu radeln. Wie diese Fahrt ausgeht, sehen Sie im Film. Eine Erkenntnis bleibt: Fahrradfahren ohne Schlangenlinien ist nicht möglich. Das merkt man spätestens, wenn man mit Vorder- und Hinterrad in eine Straßenbahnschiene gerät: Man kippt augenblicklich um – ganz egal, wie gut man das Radfahren beherrscht.

Der Gabeltrick: Nachlauf

Erstaunlicherweise braucht es nicht einmal einen Fahrer, um das Rad im Gleichgewicht zu halten. In einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich bei etwa 20 km/h schafft das ein Fahrrad nämlich auch ganz alleine. Das Rad gleicht dann selbstständig die entstehenden Schräglagen aus und kann sogar kleine Stöße verkraften. Ulrike und Burkhardt testen das auf einem Rollentrainer.
Verantwortlich dafür ist in erster Linie die Konstruktion der Gabel. Sie zeigt immer ein wenig nach vorne, so dass das Vorderrad immer ein Stückchen hinter der gedachten Verlängerung der Gabel den Boden berührt. Durch diesen sogenannten Nachlauf wirken verschiedene Hebelkräfte auf den Vorderreifen. Sobald sich das Fahrrad zur Seite neigt, haben diese Hebelkräfte wiederum den Effekt, dass das Vorderrad automatisch einlenkt – und zwar genau so, dass sich das Rad durch die Fliehkräfte in der Kurve wieder aufrichtet.
Das kann man auch bei einem stehenden Fahrrad gut beobachten: Hält man ein Fahrrad nur am Sattel fest, dann kippt das Vorderrad immer in die Richtung, in die man das Fahrrad neigt. Und das passiert beim Fahren genauso – nur, dass das dann bedeutet, dass das Fahrrad eine Kurve in die Richtung fährt, in die man gerade kippt. Und genau durch diesen Effekt wird das Umkippen verhindert.

Kein Kreiseleffekt

Die Physik des Fahrradfahrens ist ziemlich komplex. Welche Kräfte für die Stabilität entscheidend sind, war lange Zeit ein Rätsel. Bis in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden immer wieder die Kreiselkräfte als Erklärung herangezogen, welche die drehenden Räder – ähnlich wie einen schnell rotierenden Spielzeugkreisel – stabilisieren. Dabei handelt es sich allerdings um ein Missverständnis. Diese Kreiselkräfte gibt es zwar tatsächlich, und sie sind auch für die Stabilität eines einzelnen, frei rollenden Rades verantwortlich. Das Problem ist nur: Die Fahrradreifen sind im Vergleich zum Fahrrad und vor allen Dingen zum Fahrer viel zu leicht, als dass sie einen nennenswerten Einfluss haben könnten. Für das Gleichgewicht beim Radfahren spielen sie deshalb kaum eine Rolle.

Text Tobias Schlößer

Film VisualBridges: Tobias Schlößer und Niels Waibel mit Ulrike Brandt-Bohne und Burkhardt Weiß

Deine Meinung

Kommentare

Einträge: 3

Jörg
schrieb am 19.04.2011, 08:52 Uhr
Ja, Philipp, hatte es gerade hier gelesen: http://www.wired.com/gadgetlab/2011/04/riderless-bicycle-cornell/

Philipp
schrieb am 16.04.2011, 01:42 Uhr
Ein sehr interessanter Artikel über neue Erkenntnisse, warum ein rollendes Fahrrad nicht umfällt: http://www.golem.de/1104/82848.html

Hubi
schrieb am 11.04.2011, 13:10 Uhr
Hei...das stabile fahrverhalten hat nach meiner meinung nichts mit der vorm der gabel zutun...sondern nur mit dem nachlauf...bei motorrädern ist die gabel immer gerade ...und ich kann damit auch sehr langsam fahren ...L.G Hubi



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