自行车不倒

更新于 2026年10月10日 版权声明

自行车不倒

自行车不倒和硬币不倒的原因基本一样:凡是高速转动的物体,都有一种能保持转动轴方向不变的能力,使它们不向两侧倒。陀螺能够不倒也是这个道理。我们骑车时是在前进的方向上给自行车一个力,使车轮转动起来,车轮就能保持一定的平衡状态,再利用车把调节一下平衡,自行车就可以往前走了。可是一停下来,车子就会因失去平衡倒下来。生活之中的困难并不在于路途有多么的艰辛,歧路中又有歧路。在生活林林总总的琐碎的现象中,忘记了去寻找事情的本质。忘记了物体静止的实质,合外力为零。自行车在垂直平面内合外力为零,以此为目标来寻找,便会发现意想不到的结果。自行车在垂直平面内受到重力和支持力。支持力随着车偏离垂直面的夹角的增大而减少。但是在自行车运动起来处于垂直平面内静止时,自行车垂直平面内的受力真的只有这两种吗?

当自行车竖直放在地面时,通常自行车与地面的垂线成微小的角度,使得地面对车的支持力小于重力,使车要向下运动,但由于车因运动而产生的摩擦力使自行车摔倒的痕迹成弧状。

图示

骑不倒的自行车

当自行车向前开动时,产生了一个新力——摩擦力。也就是这个力的出现和车轮的弹性的共同作用下才产生了一个垂直方向上的力,弥补支持力向上,使得垂直方向上的合外力为零。(https://www.daowen.com)

新力的产生与球类以及一些弹性物体的一个特有的现象有关,若把气球水平放在桌面上,两只手只在水平方向挤压气球,你的手会感觉到一个垂直向上的力,所有的弹性物质或多或少都有这个性质——力之间相互的传递性,自行车的车轮也不例外。因为分子间力的相互传递可以是不同方向的,当一个分子打在两个分子之间这两个分子便向上下两方向运动。还有其他的分子之间的蹦击使得力能四处传递。最终使球类物质发生形变,当有物体阻止其形变时,使球类物质获得一个与接触面垂直的力。无物质阻挡时则不受到力。

自行车垂直放在水平面上,是没几个人能够让它不倒的。只有运动车才不易倒。运动过程中,摩擦力挤压车轮使车轮发生了形变,车轮的形变是四面八方的,再挤压地面,产生了一个向上的力。这个力的产生是自行车不倒的原因。

自行车不倒的原因是竖直方向上合力不为零。这里也有一个难点就是支持力的变化因素。当自行车斜放时,支持力减少,原本是向下运动的,但是有摩擦力产生使得自行车最终绕接触点做圆圈运动。简单地说合力向下,自行车向下运动。

当自行车运动起来时,由于轮胎的挤压而产生的力向上,使得总体合力向上。有人说那么这个力很大吧!其实未必,因为自行车斜的角度很小时,它向下的合力是很小的,只不过越到后来角度越大合力就越大了,真是恶性循环那!更现实的是我们骑车时也会把车扶正的。

挤压程度的大小是由阻力来决定的,速度越快阻力越大。合力向上,当然是向上动了,到了最上面,即车与地面垂直。所以我们一般看见的自行车都是垂直地面静静地驶向远方的。

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