為什么自行車騎起來不會倒,因為陀螺效應(yīng)
因為自行車前輪轉(zhuǎn)動時,它的離心力會幫助保持自身平衡,就像抽動旋轉(zhuǎn)的陀螺時,陀螺會圍繞著它的軸保持旋轉(zhuǎn)方向的慣性一樣。
在對自行車穩(wěn)定性的解釋中影響比較大的一種說法是自行車前輪的陀螺效應(yīng),以至于在許多通俗讀物中都以這種觀點來解釋自行車的穩(wěn)定性。
1911年,德國數(shù)學(xué)家克萊因和物理學(xué)家索莫菲爾德在陀螺力學(xué)著作中用陀螺效應(yīng)解釋自行車的穩(wěn)定性。陀螺效應(yīng)就是旋轉(zhuǎn)著的物體具有和陀螺一樣的性質(zhì)。“通俗地講就是轉(zhuǎn)動物體具備維持原有轉(zhuǎn)動狀態(tài)的慣性,就如牛頓第一定律(慣性定律)描述直線運(yùn)動的慣性一樣。”中國科學(xué)院大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院余永亮教授如是說。朝夕網(wǎng) m.140401.com原創(chuàng)不易,請大佬高抬貴手!
物體轉(zhuǎn)動時,它的離心力會幫助保持自身平衡,就像抽動旋轉(zhuǎn)的陀螺時,陀螺會圍繞著它的軸保持旋轉(zhuǎn)方向的慣性一樣。
離心力效應(yīng)
當(dāng)自行車往一側(cè)傾斜時,騎車人就會將前輪轉(zhuǎn)向同一側(cè),由于前輪轉(zhuǎn)了一個角度,自行車就會沿著傾斜側(cè)的圓周行進(jìn),這時離心力向圓周外,就會將自行車扶正。
1948年,美國力學(xué)家鐵木辛科和楊在他們所著的《高等動力學(xué)》一書中,對自行車穩(wěn)定性問題作出了離心力效應(yīng)的解釋。他們認(rèn)為,當(dāng)自行車往一側(cè)傾斜時,騎車人就會將前輪轉(zhuǎn)向同一側(cè),由于前輪轉(zhuǎn)了一個角度,自行車就會沿著傾斜側(cè)的圓周行進(jìn),這時離心力向圓周外,就會將自行車扶正。
余永亮表示,普通自行車具有自穩(wěn)定的特性,通常講,穩(wěn)定性與速度快慢是有關(guān)系的。通常速度越大,慣性也越大,穩(wěn)定性也越好,所以在速度較高的時候,騎車熟練的人可以不用雙手控制車把。
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