为什么自行车不倒,行进中的自行车为啥不倒呢

科学家当然知道骑自行车的原理,否则不可能发明自行车 。骑自行车是优秀的人体平衡系统和训练的结果,是人调整姿势让自行车保持平衡 。第三,骑车人在保持自行车平衡方面的作用 。二、为什么车轮转动能使自行车不容易倒?我们在讨论“为什么运动中的自行车不容易摔倒” 。
两个轮的单车为什么不倒?

为什么自行车不倒,行进中的自行车为啥不倒呢


简单地说有两点,一是自行车的设计与人的骑行坐姿,基本形成一个平面,左右也基本对称,这个面的重心通过2个车轮与地面接触点,组成一个基本稳定的三角,同时重心的重力方向由于骑行人的对前轮方向的转动控制,和身体的左右扭动与这个面都保持基本垂直于地面,形成平衡,这时候如果控制的人水平高,那么这个人就能保持自行车不动、也可以不倒 。
这就像有人可以将一块薄的砖竖起来不倒一个道理,第二点,普通人做不到上述这一点,就必须骑到一定速度,这时候这个面重心就形成了一个向前的惯性动量,动量是一个矢量,根据动量守恒定律在没有外力的作用下,动量是守恒的,因此自行车更加不容易倾倒 。另外,前后两个轮的转动也会形成一定的转动的角动量,这个角动量也能使自行车保持稳定,
【为什么自行车不倒,行进中的自行车为啥不倒呢】问你个简单的问题:行进中的自行车为啥不倒呢?
为什么自行车不倒,行进中的自行车为啥不倒呢


一、车轮的转动,对“自行车不容易倒”的作用不能忽略 。讨论中有一种意见认为,自行车不倒,是因为骑车的人在车产生倾斜时,下意识地把车把向倾斜方向转动,使车向倾斜方向作曲线运动,从而产生一个作用在整车重心上的离心力,这个离心力相对于地面支点的力矩而使车不倒,这个解释对自行车的“平动”是合理的 。但这种观点却忽略了车轮转动的作用,
那么,车轮的转动对自行车的不易倾倒到底有没有作用呢?我们设想,把车轮制动,让熟练的车手骑在上面,并想法使车轮与地面减少摩擦,使之易于滑动,然后用外加设备拖动自行车前进,且不妨碍车手对车的操纵(这是完全做得到的) 。我们可以肯定,不管车手多么熟练,自行车都会很快倒下,因为这时缺少了车轮转动所起的稳定作用 。
二、车轮转动为什么可以使自行车不容易倒?行进中,自行车车轮的运动可以分解为绕轴的转动和随整车前进的“平动”,这里只分析车轮绕轴转动对自行车发生倾倒的影响 。如右图所示,车轮绕轴逆时针转动,当外界干扰力矩使车轮向左发生一定的偏倒时,车轮到底怎样运动呢?我们来考察车轮最上面一点的运动状态,车轮的偏转,使它产生了一个垂直于旋转平面的轴向速度;由于车轮的转动,它还具有位于旋转面内的圆周切向速度;该点的实际速度是这两个速度的矢量和 。
这个合速度显然缓解了车轮的倾倒,轮子的转速越大,其合速度越靠近旋转平面,车轮也就越稳定 。一般情况下,圆周切线速度都比使车倾倒的轴向速度大得很多,因而车轮的高速转动能有效地抵御干扰力矩的作用,需要说明的是,以上这种解释只能说是一种静态的、粗浅的理解,它没有完全说明旋转的车轮不容易倒的本质原因 。要全面科学地理解其本质原因,还必须凭借“陀螺原理”,
也就是,当受到外力干扰时,车轮转轴方向发生变化,在转轴方向变化的过程中,车轮将产生附加的旋转分量(进动、章动) 。其中某部分旋转量具有抵抗外力干扰的作用,车轮原有惯性旋转速度越快,即相应质量的动量矩越大,反抗干扰的能力就越大,车轮就越稳定 。因为涉及到矢量叠加、动量矩方向、动量矩转化和守恒等数学力学知识,推导也较繁复,不能在此展开,

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