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自行车骑行为何不倒?这个问题困惑科学家两百年了!

  • 来源:互联网
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  • 2020-09-16
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两个轮子,蹬上就走,结构如此简单的这样一种交通工具,骑行过程中为什么不会倒呢?甚至,高手在骑车的时候,可以双手离开车把,任由车子向前走而不担心摔倒(但要担心前面呼啸而来的汽车)。关于它的稳定性原理,据说争论了很多年,时至今日尚不得而知!

来自于硬核车间的幽默视频,看完会乐一天:

200 年来,为解开这个谜团,许多物理学家、数学家以期寻求一个合理的解释,他们发表了近百篇文献,提出了各种可能。

可能性之一:陀螺效应

自行车前轮转动时,它的离心力会帮助保持自身平衡,就像抽动旋转的陀螺时,陀螺会围绕着它的轴保持旋转方向的惯性一样。

在对自行车稳定性的解释中影响比较大的一种说法是自行车前轮的陀螺效应,以至于在许多通俗读物中都以这种观点来解释自行车的稳定性。

可能性之二:离心力效应

当自行车往一侧倾斜时,骑车人就会将前轮转向同一侧,由于前轮转了一个角度,自行车就会沿着倾斜侧的圆周行进,这时离心力向圆周外,就会将自行车扶正。

稳定性与速度快慢是有关系的。通常速度越大,惯性也越大,稳定性也越好,所以在速度较高的时候,骑车熟练的人可以不用双手控制车把。

在此插一个FUC科学的一个小视频,大家可以选看,也挺有意思:

可能性之三:脚轮效应

改装车的行驶稳定性与一般自行车无异,从而否定了陀螺效应观点。脚轮效应能使前轮的支承力产生对前叉转轴的力矩,推动前叉朝倾斜方向转动,使离心力效应的稳定作用自动实现。

可能性之 四:多重效应综合作用

陀螺效应、脚轮效应和自行车前部重心位置这 3 点,虽然不会各自对平衡力起决定性作用,但可能三者有一股微妙的交互关联,影响自行车的平衡力。

一些研究人员认为,要想理解自行车为什么不倒,不只是要考虑力学问题,也许还要考虑脑科学。人类能用很复杂但却很直观的方式使得自行车保持稳定,例如在非常低的速度下,我们很容易就意识到,扭转车把没多大用处,相反我们会通过膝盖运动来操控自行车。但是人们为什么会这么做,没人知道,也许自行车的谜团将会继续困扰我们。

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