自行車如何保持直立?

就像騎自行車一樣簡單……俗話說。 但是我們如何才能在自行車上保持直立呢? 如果有人冒險給出一個答案,他們最常說的是因為 “陀螺效應” ——但這不可能是真的。

簡而言之,陀螺效應的發生是因為旋轉的輪子想要保持繞其軸旋轉,就像旋轉的陀螺甚至地球保持與其旋轉軸對齊一樣。 雖然擁有大而重、快速旋轉車輪的摩托車手可能會注意到陀螺儀效應,但普通的日常騎自行車者不會注意到,因為車輪輕得多,並且在悠閒的騎行速度下,它們旋轉得不夠快。

如果踏板自行車確實由於陀螺效應而保持直立,那麼任何騎自行車的新手都可以直接踩下自行車,然後自行車和效果將完成剩下的工作。 簡單的事實是,您必須學習如何騎車,就像您必須學習如何走路一樣。 騎自行車就是一心一意。

想像一下,您必須在一條完全平坦的道路上沿著一條完美的直線騎行。 很容易,當然。 嗯,不。 沿著狹窄的直線騎行幾乎是不可能的,就像沿著直線完美行走一樣,即使你沒有喝醉,也很難。 嘗試一下。

現在嘗試這個小實驗:用一隻腳掌站立,用手臂保持平衡。 這是相當困難的。 但現在嘗試從一隻腳跳到另一隻腳。 保持平衡要容易得多。 這就是所謂的跑步。 你的大腦學會做的就是每次起飛時進行一點修正,這樣,如果你向右摔倒,那麼下一步你就會向左跳一點。


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這與踩自行車是一樣的。 騎行時,您總是會做出微小的修正。 如果你向右摔倒,那麼你會下意識地稍微向右轉向,這樣你的輪子就會在你下面移動。 然後,你不假思索地再次掉頭,繼續沿原路行駛。

這種“搖擺”是完全正常的。 對於經常搖晃的初學者(主要是兒童)來說,這種情況更為明顯,但對於專業的自行車手來說,這種情況可能幾乎難以察覺。 然而,這些小晃動都是這個過程的一部分,並解釋了為什麼在一條死直線上行走或騎行如此困難,因為你無法進行那些必要的小左右修正。

大設計

自行車設計中有一些非常聰明的地方,可以讓騎自行車變得更容易。 最重要的是轉向柱( “頭管”)傾斜,使得前輪在位於轉向軸與地面相交處後面的點處與地面接觸。 這兩點之間的距離稱為“軌跡”。

騎自行車2 5 25 自行車尺寸。 作者:Rishiyur1,自己的作品 當您空手騎行時,這條路線確實有助於穩定自行車,因為當您向右傾斜時,例如,人行道上接觸點的力將使前輪向右轉動。 這可以幫助您輕鬆轉向,並且可以通過稍微向左或向右傾斜來實現免提轉向。

但人們已經製造出了帶有垂直頭管的自行車,而且它們也非常適合騎行。 事實上,製造一輛你不能騎的自行車是相當困難的,而且 許多人嘗試過.

這是因為保持自行車直立很大程度上取決於你和你的大腦——這一點很容易證明。 例如,嘗試交叉雙手。 你甚至無法開始,如果你在騎行時換手,請注意,你會立即摔倒——如果陀螺效應讓你保持直立,這種情況就不會發生。

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小丑和街頭藝人騎著自行車 倒檔轉向。 需要幾個月的練習才能學會如何騎這樣的自行車,而這一切都是為了忘記如何騎普通自行車。 大腦的運作方式令人驚奇。

陀螺效應

但是我之前提到的陀螺效應又如何呢? 肯定有一點幫助吧? 嗯,不,不會……除非你開得很快。 有一個 知名示範 這似乎表明自行車車輪如何真正受到陀螺效應的影響,但如果你 做算術 你可以證明,當你騎自行車時,這種效應遠不足以支撐你。

為了證明陀螺效應不重要我建造了 帶有第二個反向旋轉前輪的自行車。 我不是第一個這樣做的人—— 大衛·瓊斯 (David Jones) 於 1970 年建造了一座。 我們都有同樣的想法。 從本質上講,向後旋轉的輪子抵消了前輪的陀螺效應,證明這並不重要,唯一讓你保持直立的是你的大腦。 這也是一個非常有趣的實驗,任何人都可以做。

那麼學習騎行的最佳方法是什麼? 嗯,看著孩子們學習用訓練輪騎行讓我很痛苦,因為每次穩定器接觸地面時,這都是一種忘卻學習的經歷。 要騎自行車,您的大腦必須學會擺動,因此取下訓練輪 - 擺動得越多,學得就越快。 騎自行車確實是一心一意。

關於作者

亨特休Hugh Hunt,劍橋大學工程動力學與振動專業讀者。 他的研究興趣包括鐵路噪聲和振動、陀螺儀和迴旋鏢、波浪能、鐘樓振動和可再生能源。

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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