学习自行车留在一个直立的位置而在运动和相关的一些误解

自行车是最有效的,多才多艺的人力驱动的交通工具我们还没有设计。但也许比人类更不可思议的骑自行车,自行车可以骑自己的事实。是的以足够的速度一旦启动,自行车可以保持直立,无需人工干预。

一个常见的误解是,自行车熬夜因为角动量守恒的,也就是说,由于车轮旋转,如果自行车技巧到一边,会有某种形式的对抗力量保持自行车的轮子正直。但是有一个简单的方法来证明这个解释是错误的。简单地锁住车把,和一个移动的自行车将会在静止的一样容易。

另一个常见的误解是,自行车保持直立,因为他们向前发展的势头。但是,如果你把一个代笔的自行车,它会改变方向,然后继续愉快地。显然改变动量,但是保持直立。我们所知道的关于传统自行车保持直立的是这样的:当一个移动的自行车开始向一边倾斜,它也自动引导向那边一点。结果就是下面的轮子回来质心,保持自行车的平衡。和有三个主要机制负责。

第一,因为一辆自行车向后倾斜的转向轴,这是前轮实际上接触地面轴的身后。这意味着当自行车向左倾斜,从地面向上的力徒向左转动方向盘,车把,帮助自行车使轮子在其质心。第二,自行车的前轮,车把的重量通常是分布式稍前的转向轴。所以当自行车向左倾斜,向下拉的质量也有助于前轮转向左边。以同样的方式向任何方向倾斜占卜棒将你的手。第三,确实有轮子的陀螺效应,但它不让自行车直立的,相反,它有助于引导。

德斯坦和卡尔在这个视频中展示优异地直升机如何工作,试图倾斜旋转物体使物体倾斜,如果你将它点90度的地方。似乎令人毛骨悚然,但基本上你的转矩的影响推动落后。现在想象一下这种情况发生垂直在一辆自行车,你可以看到的陀螺进动自行车左倾斜使前轮转向左边。再次,帮助引导轮子下它的质心。

简而言之,一个正常的自行车是稳定由于前轮接触地面的结合在转向轴向后倾斜,重心的前轮,车把位于前面的转向轴,和前轮的陀螺进动。所有这些帮助自行车自动引导它的轮子下面倾斜。至少,当它以正确的速度向前移动。如果一辆自行车太慢了它不会很快转向防止撞到地上。如果你把同样的自行车向后,陀螺效应将扭转,但另外两个影响不会导致车轮倾斜时带领下自行车。

更重要的是,这些三个机制,就其本身而言,自行车稳定的秘密。这是一辆自行车,没有陀螺效应,而前轮接触地面的转向轴,但就是没有骑手的稳定。这是一个稳定的后方转向自行车,这是一个设计一个稳定的自行车,转向轴向前倾斜,而不是背。另一方面,我做我自己的自行车完全不稳定的通过添加一些额外的支持前叉。

显然有很多不同的变量,可以组合在不同和出人意料的方式稳定和不稳定自行车。添加一个人类的帮助指导和平衡有时可以让自行车稳定不稳定,但令人惊讶的是,即使是没人骑的自行车,科学目前并不知道它是什么特殊的变量组合,使自行车自己熬夜。我们只知道一些组合工作,和其他人没有。