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[物理] 自行车为什么左右不倒?

已有 5536 次阅读 2012-3-19 15:28 |个人分类:镜子大全|系统分类:教学心得| 物理, 自行车, 不倒

[物理] 自行车为什么左右不倒?
作者: mirror (*)
日期: 03/19/2012 01:51:03

高中时,问过老师。老师不懂。不靠谱的回答是跟车轮角动量有点关系。比较靠谱的说法是
Quote

应该和陀螺效应关系不大,毕竟车轮角速度很低的说,骑到36km/h大概才10pi/s,算出来两个轮子的角动量加起来才不到20kgm^2/s,而且作用力又在座椅上,力臂长怎么也有1m了,再加上9.8m/s^2的加速度,别说人的体重了,车子自己重量产生的力矩就足够干掉这俩轮子的角动量了。
骑起来之后更稳定,12楼说的车把调整车行进方向形成可以用离心力抵消歪过去造成的重力产生的力矩是个主要原因,速度越高抵消离心力需要转的圈的半径也就越大,相应的就是只要轻微调整车把就能抵消对应的力矩了。

但是这类解说也不是那么在焦点上。需要做的实验是用手把住车座,手不扶车把,推自行车走直线。为了能保证自行车走直线,扶车座的手需要把车子左倾和右倾。自行车右倾了。车把自然要右拐,反之亦然。那么如果倾斜带来的水平分力与拐弯的圆弧运动所需要的向心力一致的时候,也就“力尽其用”了,或者说离心力抵消了由于倾斜产生的重力的水平分力。这样,通过车把的转动,把自行车的直线运动变成了曲线运动,车子也就不再倒下去了。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。


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