Waarom een fiets niet omvalt weten we pas sinds 2011

Zet een fiets zonder berijder in beweging en duw hem opzij: boven een bepaalde snelheid corrigeert hij zichzelf en blijft hij overeind. Ruim anderhalve eeuw lang was de standaarduitleg dat dit komt door het gyroscopisch effect van de draaiende wielen. In 2011 lieten onderzoekers van de TU Delft zien dat dat niet klopt.

Een fiets die alles miste wat nodig zou zijn

Jodi Kooijman en Arend Schwab bouwden een tweewieler die met opzet alle veronderstelde ingrediënten miste. Elk wiel kreeg er een tweede wiel naast dat de andere kant op draaide, zodat het gyroscopisch effect precies werd opgeheven. Ook de naloop van de vork, de tweede standaarduitleg, werd eruit ontworpen. Volgens de heersende theorie kon dat ding onmogelijk vanzelf rechtop blijven.

Hij bleef vanzelf rechtop. Science publiceerde het resultaat op 15 april 2011.

Gyroscopie en naloop helpen wel, maar ze zijn geen van beide nodig.

Wat het dan wél is

De verklaring blijkt vooral in de massaverdeling te zitten. Als een fiets naar links kantelt, zorgt de manier waarop het gewicht boven en vóór het stuur verdeeld is ervoor dat het voorwiel ook naar links draait. Daardoor stuurt de fiets de val in en rijdt hij zichzelf weer onder zijn eigen zwaartepunt. Een paar keer heen en weer, en hij loopt weer recht.

Precies dat doe je zelf ook, alleen merk je het niet. Wie leert fietsen, leert niet balanceren met zijn heupen maar sturen met zijn handen: heel kleine correcties, tientallen per minuut, allemaal de kant op waar je heen dreigt te vallen.

Waarom dat uitmaakt

Het is niet alleen een aardigheidje. Hoe een fiets zich gedraagt bij lage snelheid, met bagage voorop of met een kind achterop, hangt af van diezelfde massaverdeling. Dat is de reden dat een zwaarbeladen bakfiets anders stuurt dan een racefiets, en waarom een e-bike met de accu laag in het frame rustiger aanvoelt dan een met een accu op de drager.