為什麼自行車兩個車軲轆卻倒不了?

時間 2023-02-16 15:30:02

1樓:匿名使用者

自行車只有2個輪子,卻為什麼可以保持平衡呢?甚至,高手在騎車的時候,可以雙手離開車把,任由車子向前走而不擔心摔倒(但要擔心前面呼嘯而來的汽車)。物理學家拿出一個陀螺,放在地上轉一下,並開始用鞭子使勁抽打它,隨著陀螺越轉越快,陀螺也像不倒翁一樣,雖然只有一個尖著地,卻左右搖擺而不肯倒下。

這就是陀螺效應:旋轉的物體有保持其旋轉方向(旋轉軸的方向)的慣性。

陀螺只有一個旋轉方向,已經很穩定了。而自行車有2個輪子,顯然自行車輪子在高速旋轉的時候,會使自行車更穩定。因此,騎車人撒開車把也不會倒下。

但遺憾的是,這並非一個合理的解釋。

陀螺效應在保持自行車穩定中也許起到不可忽略的效果,但是,如果自行車單單憑藉陀螺效應保持穩定,那麼,初學者也應該在高速騎車時不會倒下。但是,2個陀螺似乎並不足以支撐騎車人重達幾十公斤的身體的傾斜。剛學習騎車往往會摔得很慘。

從另一個方面看,騎獨輪車的雜技演員由於車速很低,甚至車輪完全停止轉動,則基本無法依靠陀螺效應保持平衡。

自行車的平衡首先來自於騎車人腰部的肌肉。熟練的騎車人,其身體形成自動的條件反射,當自行車稍微傾斜倒下時,人的身體會感受到,腰部肌肉會自動動作,把身體拉向另一側,形成的反向力矩促使車身抬起。我們學習騎自行車,也就是訓練身體的肌肉完成這種條件反射,而一旦學會,這個控制迴路就保持在小腦中,隨時可以啟用,許多年也不會忘記。

但是高速騎車時,會感覺車子比剛剛起步的時候穩定,這又是為什麼呢?

自行車本身的平衡機制,來自於前叉後傾。我們可以觀察到,幾乎每輛自行車的車把軸,都不是與地面完全垂直,而是後傾的。由於前輪是固定在車把的前叉上,因此又叫前叉後傾。

前叉後傾,使車輛轉彎時產生的離心力其所形成的力矩方向,與車輪偏轉方向相反,迫使車輪偏轉後自動恢復到原來的中間位置上。這樣,車子就有了自動回正的穩定性。車速越快,所造成的恢復力矩越大,騎車人就越感到穩定。

這就是高速騎車時,會感覺車子比剛剛起步的時候穩定的原因。

一般而言,車子前叉越後傾,車子越穩定,但轉動車把越費勁;而後傾角度小,轉把較容易,但車子的穩定性不夠。但如果自行車完全沒有前叉後傾,那麼,騎自行車會是一件很痛苦的事情。

自行車其實是相當複雜的力學體系,而汽車的前輪定位更加複雜。有主銷內傾、主銷後傾、前輪外傾和前輪前束,這保證開車的時候車子儘可能穩定,但又減少輪胎的磨損。

2樓:逸翔天

重心問題。

它的重心在正**。

所以不倒。當你馱上重物,而又在側面的時候(比如液化氣罐)你就會向另一側微傾,此時你的自行車是斜的,但並不倒就是你以你的傾斜來維持重心了。

3樓:網友

這不跟 人2條腿一樣 人不也一樣 不往衡著倒。

是一個道理。

4樓:網友

速度夠快,人的重心和兩個輪的重心在一條線上,所以不倒阿。

5樓:匿名使用者

重心問題,一個輪子也不會倒,只要重心垂直落在輪子上。

單車只有2個輪子,為什麼不會倒?

6樓:叫虎妞的孩媽

自行車只有兩個輪子,為啥不會倒呢?每次騎自行車我都擔心摔倒!

7樓:匿名使用者

人有兩條腿也不會摔,那它怎麼會倒。

自行車只有兩個輪子,為什麼能滾起來而不倒?

8樓:匿名使用者

簡單說,那是向心慣性。

9樓:匿名使用者

這需要用螺旋進動原理解釋,和陀螺不倒原理類似,有興趣可以看看這方面的書。

10樓:星空de靜謐

至今人類也沒有搞清楚這是為什麼?

為什麼自行車兩個輪卻能保持平穩。

11樓:匿名使用者

注意自行車的前叉是向前彎曲的,並且車把繞車體轉動的軸的中心線向下延伸與地面的交點 在前輪接地點的前面,這兩點是關鍵,自行車與地面只有兩個接觸點,本身是不穩定的。

比如自行車在不小心向左傾斜時,重心自然就落在了前後輪接地點連線的左側,車體通過車把向左下方壓前輪,剛才說了,這個力的作用線(自然就是車把繞車體轉動的軸線)是落在前輪接地點的前方的,所以這個向下壓的力就作用在已經左傾的前輪的前半部上,所以這個力就使前輪向左轉。

而前叉又是向前彎曲的,所以前叉左轉時使前輪向左偏移,前輪的接地點也隨之向左偏移,那麼此時的重心可能就到了前後輪接地點連線的右側,於是車體就自動停止左傾,並向右扶正了。

12樓:夕陽乞丐

想要讓一個物體平穩的主要因素就是將其重心穩住,自行車的前輪不但是用來找方向的,更主要是調整自行車的重心,使車身不倒,(舉個很簡單的例子:一個人在顛簸的平面上,他將走不了路,原因就是重心不穩,有條件的不妨可以試試,呵呵,沒什麼危險)也就是說自行車兩個車輪,但車身不倒,不是它的功勞,是騎自行車的,因為自行車兩個車輪不倒,並不是在每個人(單指會騎的)就像獨輪車一樣,他也可以說是不倒……

13樓:網友

呵呵,你問的問題有錯誤!

自行車在運動的狀態下才能保持平衡。原因是隻要保證重力和支援力平衡就可以保證自行車不倒,當自行車要倒的時候,人們多是將車拐個彎,目的是讓重力的水平分力成為自行車轉彎的向心力,這樣在豎直方向的力仍然是平衡的。

14樓:82的干將

其實自行車在行駛時候始終都不是直線的,一直在做圓周運動,只是半徑大些感覺是直線。由於作圓周運動產生的向心力始終和它要傾倒的重力的分力是大小相等,方向相反的,所以它能保持平穩。

15樓:網友

自行車行駛起來以後,車輪告訴轉動,因此獲得一個向左的比較大的角動量。當外力矩不為零的時候,角動量當然會隨之改變。但是由於通常外力矩增量的模遠小於自行車固有的角動量,所以表現出類似於進動的行為——你在轉彎的時候不是要傾斜車身麼?

就是這個道理。

另一方面,當自行車靜止的時候,角動量為零,這時一旦受到外力矩,就直接倒下了,其運動方程由重力矩和繞車輪底部定點的轉動慣量決定。

16樓:網友

開玩笑。你什麼時候見過自行車在靜止的時候不支車架能保持平衡啦?這就是為什麼人一生出來不會騎自行車的原因,想騎自行車,得先學。

自行車在運動中才能保持平衡,原因何在呢?想一下你是怎麼騎車的吧,當車子想往左邊倒的時候,你就會輕輕的向左邊扭1下車把,向右邊倒,就輕輕向右邊擰一下車把,這樣自行車向前執行的力就會被自行車執行方向的改變而分解,產生出向自行車倒向的相反方向的力,就很簡單的把快倒的自行車推起來了。跟什麼重力,什麼向心力毫無關係,簡單的說就是力的分解,就是自行車向前方執行的力被分解了,你自己畫一畫這個力的分解圖就知道了。

17樓:網友

是因為人體那個細微的調節作用,當車向右傾時,人體會產生一個向左的力,相互抵消,使車維持平衡。

18樓:網友

其實一個輪子在高速轉動時也能保持平衡,利用的是陀螺的定軸性原理。

19樓:網友

僅僅是相對平衡,是動態平衡,靜止了很難保持。

20樓:破隱

高速運動的物體都有維持自身運動狀態的慣性。

21樓:匿名使用者

自行車的兩個輪不是嚴格的共線,兩論\輪的著地點分佈在軸線兩邊,呈中垂。

再說了,人的小腦也起了不小的作用嘛。

為什麼自行車騎起來不會倒

22樓:四川長盛竹原纖維

人給的力量拿自行車保持平衡在路上移動了。

還是需要一定的速度才行,太慢了,就會倒。

23樓:wq來自星星的你

應為騎自行車的人都是掌握了平衡才讓自行車動起來的。

兩個輪子的自行車為什麼騎起來不倒?

為什麼自行車騎起來就不倒了?

24樓:摩雲德山水

自行車不倒。

和硬幣不倒的原因基本一樣:凡是高。

速轉動的物體,都有一內種能保持轉動容軸方向不變的能力,使它們不向兩側倒。陀螺能夠不倒也是這個道理。我們騎車時是在前進的方向上給自行車一個力,使車輪轉動起來,車輪就能保持一定的平衡狀態,再利用車把調節一下平衡,自行車就可以往前走了。

可是一停下來,車子就會因失去平衡倒下來。

25樓:匿名使用者

廣州市東山bai區少年宮,在2023年就用陀螺du穩定的機器人騎zhi自行車,完成走dao鋼絲的比賽,2023年,日本才版做出權類似的結構。

中國人的創新默默無聞,日本後來者被報道是全球首創。

下一代鍵盤是中國人在2023年開創的。

廣州市東山區少年宮的陀螺穩定的機器人騎自行車結構,是運用陀螺的進動原理,不是陀螺的定軸原理,日本的陀螺穩定的機器人騎自行車陀螺結構也一樣。

廣州市東山區少年宮的陀螺穩定的機器人騎自行車原理,是陀螺在手動角度加速度影響下,在正交方向產生進動旋轉,經過感測器測量後,驅動慣量校正陀螺修正姿態。

衛星的三軸慣性穩定,也是一樣的原理。

2023年的廣州市東山區少年宮的陀螺穩定的機器人騎自行車未能出廣州的「線」,聽教練說後來在全國取得大獎,他們獲獎在時間上也比日本人早得多。

兩輪車在行駛中為何不倒?

26樓:九天攬月

陀螺。因為他們是在運動中 才能找到平衡。

27樓:神采億億

獨輪車也不倒。

主要受四個方向的力。

重力,支援力,這兩力大小相等方向相反,作用在一條直線上,一對平衡力,--車不下陷也不上升。

驅動力,摩擦力,作用在一條直線上,前者大時車向前並加速,後者大於前者,車減速,當然這兩個力是相互影響的,即摩擦力隨著向前驅動力的減弱也逐漸減少。

沒有其它方向的力,或許有風,當有風阻力從側面作用時,車身也會隨著向這個力方向傾斜從而也產生一個和這個風阻力大小相等方向相反的力或者說是個合力。

所以不倒。

28樓:擁有無限可能性

1.摩擦力。在光滑的冰面上開車肯定會滑倒 2.加速度。慢的速度肯定不能左右平衡 3.車身在行駛過程中車內有力,修正左右偏移 4重心在前輪重後輪重都可以達到平衡。

最主要原因是輪胎高速獨有的向心力提供了保持左右平衡的力,載體的加速度使得左右的倒的力變小。摩擦力,輪子向心力,加速度,左右重量平衡都不可或缺。一排三個輪子,一排四個輪子也可以保持平衡。

29樓:斷橋邂逅

兩輪車不倒的原因是:兩輪車前輪的中心高度是由自行車的傾斜角與前輪的偏轉角的函式。在兩輪車傾斜時,前輪會偏轉,以使前輪的重心(即前輪的輪心)取最低的位置。

之所以能夠這樣,是和兩輪車構造中設計有一個「前輪尾跡」的長度有關。

駿斯用計算機計算了前叉點(即過前輪中心水平線與前叉直線部分的延長線的交點)與兩輪車的傾斜角和前輪偏轉角的關係,稱之為「駕駛幾何」,有了這個結果,就能夠解釋兩輪車行駛的穩定性問題了。

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