Почему ездить на велосипеде с недостаточно накачанными шинами сложнее?

Данная статья посвящена вопросу о том, почему езда на велосипеде с недостаточно накачанными шинами требует больших усилий. В ней утверждается, что причиной этого является не увеличение трения (трение не зависит от площади контакта, и трение заднего колеса велосипеда должно облегчить езду), а то, что после сдувания шины центр тяжести велосипеда смещается, и момент силы, создаваемый гравитацией, начинает противодействовать моменту силы, создаваемому цепью, что приводит к увеличению усилий, необходимых для езды, причем чем сильнее сдута шина, тем больше усилий требуется для езды.

Почему ездить на велосипеде с недостаточно накачанными шинами сложнее?

Все, кто ездит на велосипеде, знают, что если шины полностью накачаны, езда на велосипеде становится особенно легкой и не требует больших усилий; если же шины сдуты, передвигать велосипед становится намного сложнее. Поэтому перед началом поездки люди проверяют, достаточно ли накачаны шины. Так почему же езда на велосипеде с недостаточно накачанными шинами требует больше усилий?

Наблюдая за этим, мы можем заметить, что сдутые шины имеют большую площадь контакта с дорожным покрытием. Может быть, именно по этой причине "трение" увеличивается? Интуитивно кажется, что это так, но физика говорит нам, что обычно трение не зависит от площади контакта, а зависит только от материала контакта и давления; кроме того, велосипед получает движение от заднего колеса, а трение на заднем колесе направлено вперед, поэтому чем больше трение, тем легче должно быть ездить на велосипеде.

На самом деле, причина, по которой езда на велосипеде становится трудной, — не увеличение "силы", а увеличение "момента силы". Из-за того, что шины сдуты, центр тяжести велосипеда отклоняется от центра тяжести дорожного покрытия. Гравитация создает момент силы вокруг этого центра тяжести, который противодействует моменту силы, создаваемому цепью, и, следовательно, езда на велосипеде становится более трудной. Чем сильнее сдуты шины, тем труднее ездить на велосипеде.