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Wie erkläre ich’s meinem Kind? : Warum man auf dem Fahrrad nicht umfällt

Fahren, nicht auf die Straße fallen – das macht schon der Schatten beim Radrennen zwischen Paris und Nizza. Bild: AFP

Beim Fahrradfahren fühlen wir uns bestens ausbalanciert . Aber wehe, wir sollen anhalten und trotzdem das Gleichgewicht wahren – dann kippen wir sofort um. Woran liegt das eigentlich?

          In Deutschland gibt es 46 Millionen Autos, aber noch viel mehr Fahrräder: 73 Millionen. Damit kommt auf fast jeden Deutschen ein Rad. Fahrradfahren müsste also fast jeder können. Selbst wenn es Dreijährige für unmöglich halten, ohne Stützräder zu fahren: Millionen Menschen zeigen tagtäglich, dass es tatsächlich geht.

          Thiemo Heeg

          Redakteur in der Wirtschaft.

          Warum dies in der Praxis so reibungslos funktioniert, beschreibt theoretisch die Physik, also die Wissenschaft von den grundlegenden Naturphänomenen.  Zu diesen Naturphänomenen gehört die Mechanik, die sich um die Frage dreht: Wie bewegen sich Dinge unter dem Einfluss von Kräften? Zu diesen Dingen gehört natürlich auch das Rad. In diesem Jahr wird dessen 200. Geburtstag gefeiert. Als Erfinder gilt Karl Drais, einer von Goethes Zeitgenossen. Seine Laufmaschine hatte zwar noch keine Pedale. Mit ihr konnten Menschen aber erstmals auf zwei hintereinander angebrachten Rädern unterwegs sein, also mit einem einspurigen Zweirad. Und das ziemlich schnell, ohne Pferd, nur mit eigenem Antrieb.

          Genau diese Geschwindigkeit ist das Geheimnis hinter dem Zweirad, die grundlegende Bedingung, damit es überhaupt funktioniert. Jeder weiß aus der Praxis: Ein stehendes Fahrrad lässt sich schwer im Zaum halten. Es kippt über kurz oder lang mitsamt seinem Fahrer nach der einen oder der anderen Seite. Hier schlägt eine Kraft zu, die alle Menschen auf der Erde hält: die Schwerkraft. Und es gibt eine zweite Kraft, die beim Fahrradfahren ebenfalls eine entscheidende Rolle spielt: die Zentrifugalkraft, auch Fliehkraft genannt. Das ist diejenige Macht, die zu schnelle Fahrzeuge aus der Kurve trägt. Oder die die Sitze im Kirmes-Kettenkarussell nach außen drückt. Beim Fahrrad gilt: Die Schwerkraft wirkt nach unten, die Zentrifugalkraft zur Seite.

          Grundsätzlich ist Fahrradfahren nichts anderes als ein ständiger Kampf zwischen diesen beiden Kräften. Schwerkraft und Fliehkraft sorgen dafür, dass ein Fahrradfahrer im Gleichgewicht bleibt, also nicht umfällt oder stürzt. Wann ist dies der Fall? Am besten lässt sich das anhand einer Zeichnung verstehen. Schüler wissen, wie der Physiklehrer die Richtung und die Stärke einer Kraft symbolisiert: mit Pfeilen, sogenannten Vektoren. Zeichnet man zum Beispiel am Fahrrad einen Pfeil der Schwerkraft und der im rechten Winkel gegen sie kämpfenden Zentrifugalkraft ein, lässt sich daraus ein Summenpfeil konstruieren (siehe Grafik). Dieser Pfeil muss genau der Neigung des Rades entsprechen, wenn sich ein Gleichgewicht ergeben soll. Wenn nicht, kommt es unweigerlich zum Kippen oder zum Sturz.

          Die Zentrifugalkraft ist also die Rettung für jeden Radfahrer, wenn ihn die Schwerkraft auf den Boden zu drücken droht. Sie wirkt aber nur auf bewegte Gegenstände. Das ist der Grund, weswegen ein stehender Fahrradfahrer schon nach einer noch so minimalen Kippbewegung einfach umfällt. Ist er dagegen mit dem Rad unterwegs, verhindert schon ein kaum wahrnehmbarer Lenkereinschlag (und die damit verbundene Zentrifugalkraft) ein Kippen. Wer also zügig geradeaus fährt, pendelt minimal lenkend ständig um die Gleichgewichtslage. Je langsamer wiederum ein Fahrrad fährt, desto schwieriger ist die Koordination, also das Halten des Gleichgewichts. Hier nimmt die stabilisierend gegen die Schwerkraft arbeitende Zentrifugalkraft rasch ab. Und ist irgendwann zu klein, um die Kippmomente auszugleichen. Vor allem wenn ein Fahrrad langsamer als ein Fußgänger unterwegs ist, wird es schwierig. Dann muss der Fahrer rasch und heftig mit seinem Lenker korrigieren, um das Gleichgewicht zu halten. Nicht nur zu schnelles Fahren kann also gefährlich sein – auch zu langsames ist nicht zu empfehlen.

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