大灰狼 发表于 2010-9-2 20:07:27

问个比较幼稚的问题,别笑我,自行车为什么骑起来不会倒?

其实,这个问题困扰我很多年了……自行车骑起来为什么不会倒下?
有人拿陀螺比喻,可是一个是转的,一个是直着跑的,咋能一样呢?
这是为什么呢?

天天 发表于 2010-9-3 09:36:31

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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。 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。 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。

大灰狼 发表于 2010-9-3 18:26:32

哦……酱紫啊……学习了。虽然还是有点不太懂,呵呵。
看样子,腰部的肌肉还是有必要加强下的,回头练练叉腰肌。

cx海海 发表于 2010-9-28 01:09:28

本帖最后由 cx海海 于 2010-9-28 01:11 编辑

给你个简单的解释 哈哈哈你趴在地上在骑行者的正前方观察你就会发现车子是一直在左右移动的而这个移动是在前进中完成的左右移动就是车手保持平衡的不前进 车子无法完成左右移动来保持平衡   除非你会定车 呵呵

车子前进的距离 与 左右移动的距离之间的比这个数值越大 你骑的越稳   你看比赛的选手左右移动的距离很小而刚刚学会骑车的人却一直在左右摇摆相比之下 车速度加快一些 你会更稳因为加快车速以后 前进的距离与左右移动的这个距离的比值变大了

由上面的话可以得知加强直线骑行练习可以提高对车子的控制能力   当你可以骑的很慢 而且又不会左右摇摆的时候那就厉害了

hhqwind 发表于 2010-10-1 18:40:45

这个问题比较高深!

阳光地带 发表于 2010-10-11 14:33:29

小时候很纳闷的问题,现在终于有所了解。学习

艾舞 发表于 2010-10-11 15:10:54

陀螺属于自转,我们骑车属于对地球的公转吧呵呵,有了速度就有了向心力,而向心力是垂直指向地心的,我觉得是这个原因,如果速度越慢平衡就越难掌握了

云朵朵 发表于 2010-10-12 10:54:27

同意艾舞的观点,更加通俗易懂。木有想到一个简单的问题,引出来这么多的高深理论。
看完后,不会骑车了。

hbgong 发表于 2010-10-18 19:22:42

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    我想了想,应该是这样的:人在车子上的动作,使车子和人这个整体的重心一直处于车子的正上方。
如果,当这个整体的重心偏离正上方向左歪时,人会做出相应的动作使重心右移,达到平衡的目的。
再举个例子,如果我们后货架上载了一袋200斤的水泥,这时候人们调节重心的能力就有所下降,平衡就越难把握,这是因为在调节平衡时还需要克服水泥带来的阻力。而如果载的是一个200斤的人,可能保持平衡就容易多了,这是因为如果配合默契的话,这个200斤的人也可以帮助你调节重心。但是如果这个200斤的人根本不配合,甚至左右乱动的话,那么他比200斤水泥更难驼。

cx海海 发表于 2010-10-24 01:48:04

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    关键在于 前进只有前进你才能完成左右的平衡保持
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