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自行车垂直放于水平面上时,很少有可以令其不倒 。只有在绝对的运动状态下 ,车子才不会倒下。在运动过程中,摩擦力挤压车轮,使车轮发生了变形 ,而车轮的变形是呈现为四面八方的,处于下方的车辆会对地面产生挤压,并产生一种向上的力。而这一力量正是自行车不倒的原因 。
所以 ,竖直方向上合力为零是保持自行车不倒下的原因。但是其中也有一难点,便是支持力的变化因素。当自行车呈现为斜放状态时,支持力会减少 ,原本是向下运动的,但是摩擦力的产生使得自行车最终绕着接触点开始做圆圈运动 。
当自行车运动起来的时候,轮胎的挤压而产生的力是向上的,这使得总体的合力为向上状。有些人认为这种力量非常大 ,但事实上却未必如此。自行车的倾斜角度很小时,向下的合力也非常小,只不过越到后来 ,角度越大,合力也会呈现为越大,当合力到达一定程度的时候 ,车子便会倒下 。但是一般情况下,在自行车发生了倾斜的时候,我们便会把它扶正。
另外 ,车轮挤压程度的大小也是由空气阻力来决定的,车的速度越快,空气中所产生的阻力也会越大。合力向上时 ,当向会向上运动,到达最上面的时候,车子便会与地面呈现为垂直状 。所以,一般情况下我们所看到的自行车都是垂直地向前行驶的。
为什么自行车骑起来不会倒?
满意答案我们中国是一个自行车王国 ,自行车在我们的日常生活中充当着重要的角色。可是你是否知道,在我们经常见到的自行车运动过程当中,有很多值得我们留心的力学现象。我们大家知道 ,自行车停下来的时候,如果我们松开双手,那么自行车就会倒下 ,可是自行车为什么停下就会倒下,三轮车却不会呢?究其原因在于,自行车和地面仅有两个接触点 ,两个点只可以决定一条直线,却不可以组成一个平面,这样 ,仅靠两个车轮没有办法使自行车停在地面上 。三轮车和地面却有三个接触点,三个点决定一个平面,所以三轮车可以停在地面上却不会翻倒。一样的道理。在自行车的中后部装上撑架,这样可以给自行车增加三个接触点或者四个接触点 ,这样,自行车就会保持自身平衡了 。可是当自行车轮转动时,情况就完全不一样了。由于旋转的物体有使转轴的方向保持不变的特性 ,转动得越快,越不容易改变轴的方向,就像陀螺旋转一样。假如陀螺不转 ,就会倾倒,因为静止不动陀螺的尖下面只有一个支点,因为重力对这一个支点有力矩 ,陀螺会围绕这个支点向下倾倒 。假如给陀螺施加一个外力,使陀螺快速旋转,陀螺就不会倒下了 ,高速旋转的陀螺可以保持转轴的方向不变,这就是陀螺的稳定性。人骑自行车是同样的道理,转动的车轮有和陀螺相似的稳定性,人在车上蹬车 ,致使车轮飞快的旋转,同样也可以保持旋转的轴线方向不变,这样 ,车子就可以保持平衡却不会摔倒,可以很稳当地向前行驶其它回答:其他答案什么惯性加引力。?
离心力实际上是不存在的 。是虚拟的力 跟 颗里凹力 力 一样 为方便 而假设出来的。
当车子往左倾斜时 你会自然的 把车子往左拐,这时 重力的分力提供你做圆周运动的向心力。他的作用效果不是把你拉到地上 。而是使你拐弯。
另外高速旋转的物体总会 力图 保持他的轴的方向不变。这你可以看大学的物理课本。
自行车行使时不倒 是这两个原因 。主要是人的平衡能力霧雲中回答采纳率:11.0%
自行车只有2个轮子 ,却为什么可以保持平衡呢?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)。物理学家拿出一个陀螺,放在地上转一下,并开始用鞭子使劲抽打它 ,随着陀螺越转越快,陀螺也像不倒翁一样,虽然只有一个尖着地,却左右摇摆而不肯倒下。这就是陀螺效应:旋转的物体有保持其旋转方向(旋转轴的方向)的惯性 。
陀螺只有一个旋转方向 ,已经很稳定了。而自行车有2个轮子,显然自行车轮子在高速旋转的时候,会使自行车更稳定。因此 ,骑车人撒开车把也不会倒下 。
但遗憾的是,这并非一个合理的解释。
陀螺效应在保持自行车稳定中也许起到不可忽略的效果,但是 ,如果自行车单单凭借陀螺效应保持稳定,那么,初学者也应该在高速骑车时不会倒下。但是 ,2个陀螺似乎并不足以支撑骑车人重达几十公斤的身体的倾斜 。刚学习骑车往往会摔得很惨。从另一个方面看,骑独轮车的杂技演员由于车速很低,甚至车轮完全停止转动 ,则基本无法依靠陀螺效应保持平衡。
自行车的平衡首先来自于骑车人腰部的肌肉 。熟练的骑车人,其身体形成自动的条件反射,当自行车稍微倾斜倒下时,人的身体会感受到 ,腰部肌肉会自动动作,把身体拉向另一侧,形成的反向力矩促使车身抬起。我们学习骑自行车 ,也就是训练身体的肌肉完成这种条件反射,而一旦学会,这个控制回路就保持在小脑中 ,随时可以启用,许多年也不会忘记。
但是高速骑车时,会感觉车子比刚刚起步的时候稳定 ,这又是为什么呢?
自行车本身的平衡机制,来自于前叉后倾。我们可以观察到,几乎每辆自行车的车把轴 ,都不是与地面完全垂直,而是后倾的 。由于前轮是固定在车把的前叉上,因此又叫前叉后倾。前叉后倾,使车辆转弯时产生的离心力其所形成的力矩方向 ,与车轮偏转方向相反,迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。这样,车子就有了自动回正的稳定性 。车速越快 ,所造成的恢复力矩越大,骑车人就越感到稳定。这就是高速骑车时,会感觉车子比刚刚起步的时候稳定的原因。
一般而言 ,车子前叉越后倾,车子越稳定,但转动车把越费劲;而后倾角度小 ,转把较容易,但车子的稳定性不够 。但如果自行车完全没有前叉后倾,那么 ,骑自行车会是一件很痛苦的事情。
自行车其实是相当复杂的力学体系,而汽车的前轮定位更加复杂。有主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束,这保证开车的时候车子尽可能稳定,但又减少轮胎的磨损
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