爸爸!爲什麼自行車不會倒?

寶貝小的時候:爸爸,為什麼自行車騎起來就不會摔倒了?

爸爸:因為會騎車的人都會魔法,爸爸也教你騎車的魔法好不好?

寶貝長大了:爸爸,自行車是怎麼保持平衡的?

爸爸:它用到了一個叫離心力的虛擬的力。公式是F=mv*v/r(質量乘以速度的平方再除以半徑)。參考下圖,

爸爸!為什麼自行車不會倒?

假設車在行進過程中(在靜止的時候保持平衡,俗稱定車,是另外一種受力情況,暫且不討論)車身失去平衡開始向右傾斜,重力G不能完全由地面支撐而抵消,產生了一個小的,方向向右下方的分力f,這個f再分為兩種力一種是水平向右的力f1和垂直向下的力f2。

此時車把往右轉動,那麼自行車在此刻的瞬間就是在圍繞車身右側的一個圓心做勻速圓周運動,根據之間的離心力公式,質量有了,速度有了,半徑有了,這個F就產生了,它的方向是背離圓心的,也就是是指向左側的。此時當F等於f1時,自行車向右轉圈。當F大於f1時,車身會被離心力拉向左側,使重心重新和輪胎的接地點相交,也就回復了平衡。

通俗一點就是車身向哪邊傾斜就向哪邊轉把。速度越快,轉把帶來的離心力越大,恢復平衡的效果越好。速度越慢,為了達到同樣的離心力,車把就要轉動的更多,就是減小r。

這就是初學者,騎得越慢越難把握平衡的道理。騎車就是不斷轉把找平衡的過程。


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