Conducción de motocicletas, la Física (3)

Es mi turno de contestar las preguntillas que Morrillu sobre los motivos físicos de algunas sensaciones que tiene pilotando su motocicleta. Para responder, voy a suponer que habéis leído por encima mis dos mensajes anteriores (primera y segunda parte), para no tener que repetirlo todo, no acabaría nunca. Bueno, vale, un poco de resumen sí que haré cuando sea necesario, no sufráis.

La primera pregunta se las trae, ya que vamos a necesitar casi todo este artículo para contestarla: ¿por qué cuesta más llevar entre curvas una moto larga y baja, que otra más alta y corta entre ejes? Son efectos diferentes, tendremos que verlos por separados. Vamos a empezar por ver en qué influye la altura de la máquina.

Cuando hablamos de «altura de la moto», en Física, no nos referimos a la distancia que va desde el suelo hasta la coronilla del motero. Lo que importa es la altura del centro de gravedad del conjunto moto y persona. El piloto puede cambiar levemente la posición del centro de gravedad, por ejemplo cambiando su postura o decidiendo donde pone el equipaje (las típicas cajas que van sobre la rueda trasera elevan el centro de gravedad, mientras que los bolsillos laterales lo hunden).

Recordad que una moto es un ejemplo de lo que en Física llamamos péndulo invertido: un sistema donde el punto de apoyo (las ruedas) está por debajo del centro de gravedad. Si el centro de gravedad permanece justo por encima del apoyo, el sistema se mantiene en equilibrio. Pero es inestable, la más mínima perturbación, hará que el sistema se empiece a inclinar y caiga.

Puede parecer sorprendente que, cuanto más alto sea el péndulo invertido, más tiempo tarda en caer. Nuestra intuición nos dice que algo grandote debería caer más rápido que algo pequeñín. Pero no es así, y lo podéis experimentar en vuestras casas. Coged un lápiz y ponerlo en vertical sobre la mesa. Cronometrad el tiempo que tarda en caer. Ahora, haced lo mismo con el palo de la escoba (sólo el palo, no sea que alguien sospeche que el cepillo sirve de base estabilizadora), veréis que tarda bastante más.

El motivo es que, al caer, la moto en realidad está girando entorno a los puntos de apoyo. Como seguramente sabréis ya, cuesta más hacer girar una masa cuando está alejada del eje de giro. Es el mismo fenómeno que podemos observar en las bailarinas de patinaje artístico: cuando tienen los brazos extendidos (alejados del centro del giro), su rotación es lenta. Al acercarlos, empiezan a girar cada vez más deprisa, ¡sin tomar impulso! Es lo que les pasa a los frikis del siguiente vídeo, al rededor de los instantes 0:35, 1:40 y 2:56.

En definitiva, como la masa de una moto alta está lejos de los puntos de apoyo, cuesta más hacerla girar hacia el lado, y por lo tanto, tarda más en caerse. Se necesitan menos correcciones para mantener el equilibrio en marcha.

Veamos ahora qué efecto tiene la distancia entre ejes. Tiene que ver con la forma en que el piloto hace correcciones para mantener el equilibrio. Recordad que dijimos que la moto se mantiene de pie si el centro de gravedad está entre las ruedas. Cuando (por efecto de una pequeña imperfección en el terreno, por un golpe de viento, o lo que sea) la moto se inclina un poco, lo que hacemos es girar un poco el manillar para que la rueda delantera se desvíe a un lado, dejando el centro de gravedad de nuevo entre ambos puntos de apoyo.

Pero el manillar sólo actúa sobre la rueda de adelante, no sobre la trasera. Por lo tanto, la rueda de atrás no gira lateralmente, es el punto fijo al rededor del que vira la moto entera. Y, aquí, volvemos a lo de antes: si la moto es muy larga, costará más hacerla girar que si fuera corta. Por lo tanto, será más fácil hacer las correcciones en una moto corta.

Sin embargo, esto no es todo. También importa la distancia entre las ruedas y el centro de gravedad. Queremos que el centro de gravedad esté lo más lejos posible de la rueda trasera. La razón es bien sencilla: hemos dicho que, al girar el manillar, la rueda trasera no vira, ya que su plano de rotación no cambia.

Si el centro de gravedad estuviera cerca de la rueda trasera, al girar el manillar, dicho centro giraría muy poco, por lo que nos costará más que vuelva a alinearse con las ruedas. Esto es lo que pasa con las choppers, que son muy chulas porque llevan la rueda de adelante exajeradamente adelantada, valga la redundancia. En consecuencia, su centro de gravedad queda mucho más cerca de la rueda posterior que de la anterior; este tipo de motos necesitan correcciones con el manillar mucho más acusadas, lo que se nota especialmente a baja velocidad.

Con esto, entronco con la siguiente pregunta. Éste es también el motivo por el que las motos largas son perezosas en curva, como decía Morrillu. Como hemos ido diciendo, a una moto larga le cuesta más girar. Y, además, al tener proporcionalmente el centro de gravedad más retrasado, es necesario un mayor giro de manillar para conseguir el mismo viraje de dicho centro.

De hecho, el mayor beneficio de tener una suspensión delantera relativamente blanda, que permita a la moto inclinarse muy hacia adelante al frenar para tomar una curva, es precisamente ese. Al moverse el peso hacia adelante, estamos adelantando el centro de gravedad. Al acercarlo a la rueda delantera, conseguiremos que aproveche mejor el giro de ésta.

Con esto, espero haber conseguido contestar más o menos todas las preguntas que tienen que ver con las dimensiones de la moto. El resto de preguntas,… las dejaremos para el próximo día, que hoy estamos ya todos muy cansados, ¿verdad?

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Fotos | arpem
Video | HIESPhysics (youtube)