自行车平衡原理是未解之谜吗(自行车不倒的力学原理)
你有没有想过,自行车为什么不会倒?我最先想到的一种可能是,不是因为有人在骑,人控制了自行车的平衡,所以自行车才不会倒?不过我立刻意识到,自行车好像能自己控制平衡,无人控制的情况下,你用力把他推出去,或者有个坡度,它自己也能跑一段距离。问题好像变得困难。
我上网搜了一下,发现自行车不会倒至今还是个世界难题,没人能完全弄清楚这其中的原理。好了,这个问题好像变得更棘手了,大多数人遇到这个问题第一时间。一定是陀螺效应,轮子转起来就能保持平衡。一开始我也是这么想的,但不对,这是一辆可以自己保持平衡的摩托车,起初我认为它是内置陀螺仪才让车子自己保持平衡的,结果他保持平衡的秘密只是转动前轮,通过前轮的左右摇摆来保持车子平衡。我恍然大悟,如果人在自行车上,想要保持自行车的平衡,除了身体左右摆动之外,还需要转动自行车的车吧。回想一下是不是这样,为了验证是不是这个原因,很简单。将自行车车把固定住,让前轮没办法左右摇摆,没人的情况下,车子被推出去会很快摔倒,有人的情况下同样也没办法正常骑行。那么自行车能保持自平衡的秘密一一个灵活的前轮很重要。这里你可能会想,如果不是前轮呢,那我们换一种方式,让前轮在后面,后轮在前面试一下,结果是不行,让自行车倒着跑,100%摔。如果你仔细观察,自行车被推出去的时候,他的前轮会因为自行车的倾斜而倾斜,自行车往左。偏前轮就会往左转,自行车往右偏前轮就会往右转,然后跑一小段,自行车又会恢复平衡。这是因为自行车在设计时,他在前叉是有一定的角度的,这个角度就会让自行车的前轮接入点处于前叉角度的后方,他就拥有一个自动转向的功能。
如果你把前轮方向转180度,那样虽然也能骑起来,但很费力,容易摔,同样的你把他推出去也很容易摔。那么自行车能保持自平衡的秘密二,前轮的分配质量也很重要,奇怪。自行车的同学应该知道,自行车在速度快的时候,它更容易保持平衡,甚至不用双手就能保持平衡,那么速度慢的时候,他就不太容易保持平衡。那么自行车能保持自平衡的秘密三,陀螺效应也是之一。好了,你是不是觉得同时具备这三个条件,自行车才能保持平衡的问题没那么简单,要不然怎么说是世界难题呢?有研究人员做了这样一款自行车,接触地面的轮子上有反向旋转的轮子,让他没有陀螺效应,并且这辆自行车的前叉角度也有一点区别。他把钱差角度移到了前轮接触点的后方,就好像正常的自行车方向转动180度,这样的自行车直觉来说是不能保持自平衡的,但是研究人员通过简单的质量分布,让这辆小自行车同样能保持自平衡跑起来,秘密二、秘密三都被打破了。
秘密一呢,这个研究团队还做了一个奇葩的自行车转向,做到了后轮同样也能跑起来。所以自行车为什么能自平衡,到目前为止依然是个世界难题,你怎么看呢?这是求生的知识,如果你觉得这期。对您有所帮助,一定记得三连支持一下我们下期再见。