我們騎的自行車,究竟是怎樣保持平衡的

2022-03-08 13:35:06 字數 4369 閱讀 5267

1樓:超時空解饞坊

自行車可以說是人類發明過的最高效、萬能的人力驅動交通工具,也是我們生活中最常見的一種交通工具之一。自行車在我們的生活中,給我們帶來兩人很大的便利,

自行車可以說是人類發明過的最高效、萬能的人力驅動交通工具,也是我們生活中最常見的一種交通工具之一。要知道,自行車在18世紀末就已經被法國人發明出來了。

2023年,德國的森林管理員德萊斯發明了可以控制車子方向的車把,雖然還要靠人腳蹬地來驅動,但好歹不用搬運轉向了。以後的幾十年裡,自行車的設計經過了歐洲多個國家不斷改進,2023年,英國人勞森發明了一種精密的機械結構,利用鉸鏈,前輪可以在後輪的傳動下運動,比馬背還高的座椅也終於有機會從直徑超過一米的前輪上移向更低更靠後的位置。

從19世紀末開始,科學界就釋出了各種**來解釋自行車的穩定性,其中最主流的一種觀點認為,自行車的平衡原理是「陀螺效應」。高速旋轉狀態下的陀螺,不管遇到怎樣的外力干涉,平衡都很難被破壞。這是因為物體在快速旋轉狀態下,會產生一種叫做「角動量」的物理概念。

自行車當然也符合「陀螺效應」,只要輪胎的旋轉速度足夠高,不管車上是否有人操控,它們都會保持一個幾乎恆定的方向平移前進。這也是為什麼,速度越快的自行車突然轉向,越容易翻車。

大前輪在小前輪的轉動下,會以不同的旋轉方向轉動,也就是說這兩個輪子的角動量是完全相反的,並且相互抵消。這輛車成功在理論上消除了「陀螺效應」。瓊斯提出了一個新理論——「前輪尾跡」理論。

聽上去倒是挺高階的,簡單來說就是因為車輪軸心比車的方向把更靠前,當車傾倒時,車頭也會朝同一個方向歪掉。這就意味著在自行車行進的時候,傾倒的自行車靠著歪掉的車頭,把重心改回到了自行車重心的下方,得以保持平衡。回想一下,騎車的時候,如果車就要朝著左邊倒了,是不是本能地會把車頭把向左邊,來維持平衡?

自行車給我們提供便利。但是很少人會知道他是怎樣來保持平衡的。自行車隨著歷史的發展也發生這改變。

2樓:技術小輝

旋轉。因為旋轉可以擺脫重力的影響,旋轉越快受重力的影響越小,所以自行車是靠旋轉保持平衡的。

3樓:可樂

自行車的平衡是通過我們人體擺動的方向來控制的。如果騎自行車的時候我們人體保持坐直狀態的話,那麼自行車就能保持平衡。

4樓:張十一

自行車的平衡是通過人的控制,讓自行車在一條線上運動,那麼人車的重力,自行車的支援力。以及動力和摩擦力相互抵消,按照物理學的理論,如果沒有外力打破那麼就會一直保持平衡狀態持續下去。

5樓:茄言茄語

是通過慣性,當重心左傾時自行車向左傾在慣性作用下把重心調整過來,重心向右傾時也同樣,人只要把好方向就行了,目睹前輪走過的規跡是沿著後 輪的規跡是忽左忽右曲線前行,就是在人控制方向時前輪左右擺動時保持了平衡,當然也是由於自行車前叉向前傾斜的合適的角度的前提下才能在人的控制下利用貫性原理保持了平衡,當然這個平衡是動態的。

6樓:博弈

簡單來說靠雙把保持平衡的

7樓:鮮聞一點通

「 你已經是輛成熟的自行車了,當然可以自己騎自己了!」

騎自行車時人是如何保持自行車平衡的?

8樓:喬麗雅

運動中的「人-車」系統具有一定的速度,「摔倒」在物理上是「人-車」系統的運動速度改變方向,而速度方向的改變必須有一個系統外的加速度,由於在騎車的過程我們找不到這樣的一個加速度,所以系統的速度方向不會變化。所以不會摔倒。至於微小的震動在下文分析。

接著下來的問題是,這個「人-車」系統的平衡是如何實現的?

其實,人扶著自行車的時候,這個系統已經是平衡的了(假設勻速行走)——人車的重力、支援力、摩擦力、空氣阻力的合力為零。車由扶著推著變成行走,對於整個人車系統來說只是由速度較小的勻速運動連續過度到速度較大的勻速運動而已(期間的變力的加速度由人的姿勢和不斷變化的阻力和摩擦力所抵消而實現保持平衡)。至於上車前後的搖擺,只是人通過調整姿勢來調整整個系統的質量分佈來實現新的平衡,也就是消除支撐點變化所帶來的不穩定。

嚴格來說,人的走路是一個重心不斷變化的近似勻速的變速運動——我在此定義為「微變速運動」。

人推車時也是一個「微變速運動」。

騎車的時候,人車系統也是一種加速度很小的「微變速運動」,嚴格說來,人車系統不是處在平衡狀態,而是加速度很小且不斷變化的大致上的「平衡」狀態。

在上車前後,人車系統的加速度相對比較大(其實也不大),人和車各自的質量分佈在較「劇烈」地變動,但整個人車系統是保持「微變速」平衡的。

運動中如果有一些小震動,人可以通過調整姿勢來實現新的平衡。在高速轉彎的時候,人和車都是傾斜。

另外,自行車與地面是兩個小面接觸,不是點接觸。

9樓:佐酒對歌

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

10樓:南雁159風雪

他們說的都很勉強解釋。自行車為啥能保持平衡,看似簡單的問題卻已經困擾科學家兩百年了。無法確定最終答案。

因為好多解釋都被推翻了。1離心效應,陀螺效應還有腳蹬等。全部被推翻,不過都可以勉強解釋一下,但是不能作為依據。

11樓:艾斯卡託蘭莉婭

簡單說就是慣性或者說是離心力的作用吧。。

當你人整體往右倒的時候,如果你的車把還是保持水平也就是前輪不改變方向,那你肯定會往下倒。

但只要你把車把往右一轉,行駛軌跡就變成圓周運動,提供一個向另左側的離心力來幫助你穩定。

離心力f=mv2/r,對於同樣大小的離心力和質量,速度越快,所需要的r就越大,r越大表示你運動的圓周半徑越大,曲率越小。這意味著你車速越快,車把往右轉的角度就可以很小,而你車速越慢,車把改變的角度就越大。

更復雜的還有很多,比如你身體姿態的改變會帶動整體質心變化,通過該方法也能保持一定平衡。

12樓:

兩隻腳兩隻胳膊呵呵~x

騎自行車如何保持平衡?

13樓:雷菲娟

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。

對於已經熟練掌握騎行技術的人來說,a是一個次要的輔助條件。否則,大家可以想像一下,如果選項a是主要條件,那麼就是說,騎行速度越快,車輛的平衡越好,而與騎車人自身對車輛平衡的調節無關。那麼一個不會騎車的人,他只要騎的夠快,就可以保持住平衡。

但這與我們小時候學習騎車時的經歷明顯矛盾,不會騎車的人,騎得越快,後果只能是摔的越狠。

14樓:阿龍有財氣

自行車是怎麼保持平衡的?科學家聽了頭也大

15樓:情感解答瑞特

回答您好,我是淼淼,感謝你的諮詢,下面由我為您提供服務,解決您的疑慮,您的這個問題我已經看到了,正在整理一下之間,會以最快的速度發給您,請您耐心等小妹一會,拜託了呢[合十]

您好,下面由我為您解決您的疑慮,希望可以幫助到您。

騎自行車保持平衡技巧有下面這4點。

1、首先進行單腳站立,在完成任何一隻單腳站立時都超過十五秒後方可進入下一階段。

2、然後將自行車座墊調在恰當位置,然後將車放在牆壁邊上,人騎上去,捏緊剎車,一隻手扶在牆壁上,然後,這隻手想辦法脫離牆壁,要求,手不用扶超過兩秒。

3、接著人騎在自行車上,將腳踏板放在水平線下,然後騎上,雙手捏緊剎車,一隻腳在踏板上,另一隻不在其上,然後身體往前傾,初學者,身體太直,應該前傾,另外就是身體放鬆,讓身體重心在自行車車輪線上。另一隻腳輕輕用力,力爭車不動超過7秒。

4、最後一隻腳用力,另一隻腳踏自行車踏板,慢慢向前移,剛開始不要將兩隻腳都放上去,而是學滑行,注意,眼看前方,身體前傾。之後當兩隻腳都踏上去的時候,這時就基本掌握到平衡的技巧了。

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