La física detrás de las bicicletas

Todos sabemos que la bicicleta es el modo de transporte más sostenible que existe. Y no solo eso es sano, ecológico y económico. Pero lo que muchos no saben es que cuando pedaleamos estamos poniendo en marcha una serie de leyes fundamentales de la física, como la conservación del momento angular,  que juegan a nuestro favor para que no perdamos el equilibrio y garantizar nuestra seguridad encima de este medio de transporte.

En plena pandemia mundial de la Covid-19, la bicicleta ha demostrado ser el medio de transporte más sostenible que existe. Pero, no solo esto, sino también este transporte nos ayuda a mantener nuestra actividad física y a controlar el estrés en un momento tan delicado como el que atravesamos en medio de una pandemia mundial.

Otro de los beneficios que nos aporta el uso de la bicicleta por encima cualquier medio de transporte es que nos ayudan a tener una vida saludable, son parte del ejercicio físico que realizamos y nos permiten transportarnos de un lugar a otro de forma individual y segura.

Parece que con el momento que atravesamos, la bicicleta se ha puesto más de moda que nunca. Lo cierto es que no es un invento de nuestros días. Ya a finales del siglo XIX, se comenzaron a utilizar con relativa frecuencia.

Como bien explica Irene Lapuente a lo largo de esta Master Class este medio de transporte aparece en antiguos escritos del antiguo Egipto o la antigua China. En estos ya se ilustran métodos de transporte que nos hacen recordar a lo que conocemos hoy en día como la bicicleta.

En un primer momento existían unas bicicletas que contaban con una rueda muy grande y otra considerablemente más pequeña. Y es que la medida de la rueda no debe pasar desapercibida ya que cuánto más grande, más avanzaremos con ella.

¿No ayuda a la física a no caernos de la bicicleta?

Entrando ya en materia, Irene Lapuente arranca esta Master Class lanzando una curiosa pregunta: ¿puede la física ayudarnos a no perder el equilibrio cuando montamos en bicicleta? La respuesta es si y lo hace a través de un principio fundamentan en las leyes de la física: la conservación del momento angular.

“Si la rueda está quieta, es el momento más vulnerable para la bicicleta. Sin movimiento, la rueda se cae” explica Irene. Y esto ocurre porque hay una serie de fuerzas de la gravedad que provocan que, al no haber movimiento, la rueda se tambalee y caiga al suelo. Esto es lo que ocurre cuando nos quedamos parados encima de una bicicleta, tendemos a perder el equilibrio.

En cambio, cuando iniciamos la marcha en bicicleta y dotamos a las ruedas de velocidad, la rueda pasa a estar en el momento más seguro manteniéndose estable. Es aquí donde la física entra en juego.

La conservación del momento angular 

Cuando viajamos en bicicleta, actúa el principio conocido como la conservación del momento angular que guarda cierto paralelismo con el llamado conservación del momento lineal, como indica Lapuente.

Estos dos principios forman parte de las leyes fundamentales de la física y son clave para entender muchos fenómenos que ocurren en nuestro día a día. Pero, para entenderlos, debemos recordar la primera ley de las Leyes de Newton.

Esta primera ley, Newton habla de la inercia y nos propone que un cuerpo se mantiene quieto o en movimiento rectilíneo uniforme indefinidamente si no hay ninguna fuerza externa.

La fundadora de la Mandarina de Newton explica que en el caso de la bicicleta “no hablamos de velocidad rectilínea uniforme sino de velocidad angular”, pero esto sería muy similar ya que “la velocidad se nos va a mantener en caso de que no haya fuerzas externas”, asegura.

El principio de conservación del momento lineal es una consecuencia de la Primera Ley de Newton en la que se establece que si las fuerzas que actúan sobre u cuerpo o sistema es nula, su momento lineal perdurara constante en el tiempo.

Esto se puede ver en el famoso péndulo de Newton en el que cuando lanzas una bola de uno de los extremos, la fuerza recorre el resto de bolas hasta alcanzar la situada en el extremo contrario. Este proceso se repite hasta que las fuerzas distintivas las terminen parando.

Y por otro lado, volviendo al caso de la bicicleta, el principio de conservación del momento angular actúa cuando iniciamos la marcha en bicicleta y ponemos a circular sus ruedas.

Este principio de conversación del momento angular se define como el producto vectorial del radio por la cantidad de movimiento (masa por velocidad).

Lejos de lo que creemos, cuánta mayor velocidad tomemos con nuestra bicicleta, el momento angular será mayor. Esto hará que la física nos acompaña teniendo mayor estabilidad y seguridad en ella.

Con esto se demuestra que debemos perder el miedo al montar en bicicleta, cuando más hagamos girar sus ruedas, menor probabilidad de perder el equilibrio tendremos ya que la física estará de nuestro lado.

Por lo tanto, no solo son el transporte más sostenible sino que también, «las bicicletas son un transporte seguro por lo que pueden ser una buena respuesta para hacer deporte en estos días de pandemia” reflexiona Irene.

¡A pedalear!