为什么骑自行车骑得越慢越容易倒 原因是什么
下骑行是一种健康自然的运动旅游方式 ,能充分享受旅行过程之美 。一辆单车,一个背包即可出行 ,简单又环保,在骑自行车的时候会发现骑得越慢越想要摔倒,这是为什么呢?下面是小编为大家整理的骑自行车骑得越慢越容易倒的原因,希望你会喜欢!
骑自行车骑得越慢越容易倒的原因
简单来说,主要原因就是角动量动守恒导致的。在转动物体(在自行车上就是车轮)快速旋转的时候,有保持转动轴指向不变的特性,并且旋转得越快,角动量就越大,保持转动轴指向的能力就越强。车轮的转动轴是水平指向的,所以在快速旋转时,就能维持自行车在水平方向保持平衡。
其次,自行车把的转动也可以调整车子的平衡。当骑车人身体向一侧偏斜时,重心向一侧偏离,对车的整体就会产生一个力矩,有使自行车翻倒的倾向,角动量守恒就会抵抗这种趋势而产生进动,前车轮会改变方向,使车体恢复平衡,从而使车子保持在水平状态。当然,现代自行车的前车叉设计特别适合这种进动的平衡调整。此外,自行车快速运动时,还有很强的离心力的作用,自行车在自动调整平衡时会产生拐弯的圆周运动,速度越快,转弯产生的离心力就越大,可以抵消由于身体侧倾产生的侧翻力,使自行车保持平衡。总之,由于自行车的受力分析比较复杂,自行车的平衡是多方面的因素综合作用的结果。
与自行车相关的物理知识
自行车的原理与陀螺原理是一样的。
1.测量中的运用
在测量跑道的长度时,可运用自行车。如普通车轮的直径是0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率,即约2.33米或2.07米。然后,让车沿着跑道滚动,记下滚动的圈数,则跑道长为2.33n米或2.07n米。
2.力和运动的运用
⑴ 减小与增大摩擦。车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减少摩擦,人们常在这些部位加润滑剂。多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。而在刹车的同时,手用力握紧闸把,增大刹车皮对钢圈的压力,达到制止车轮滚动的目的。
⑵ 弹簧的减振作用。车的坐垫下安有许多根弹簧,利用它的缓冲作用,以减小振动。
3.压强知识的运用
⑴自行车车胎上刻有载重量。如车载重过量,则车胎受到压强太大而被压破。
⑵坐垫呈马鞍形,它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人骑车不易感到疲劳。
4.简单机械知识的运用
自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离,还使用了轮轴:脚踏板与链轮牙盘;后轮与飞轮及龙头与转轴等。
5.功和机械能的知识的运用
⑴ 根据功的原理:省力必定费距离。因此人们在上坡时,常骑“s”形路线就是这个道理。
⑵ 动能和重力势能的互相转化。如骑车上坡前,人们要加紧蹬几下,就容易上去些,这里是动能转化为势能。而骑车下坡,不用蹬,车速也越来越快,此为势能转化为动能。
⑶ 整体上自行车是费力机械,一般为省距离才骑自行车。顶风骑车比顶风行走艰难,就是因为骑车费的力被“放大”了。
6.前驱和后驱
⑴自行车属于后驱,即后轮驱动,前轮被动。
⑵自行车由于后驱,笔直骑过后的胎痕一条笔直,一条规则弯曲,笔直的为后轮胎痕,弯曲的为前轮胎痕。
摩擦知识
①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹?
摩擦力的大小跟两个因素有关:压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹,这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度,来增大摩擦力的,其目的是为了防止自行车打滑。
②刹车以后,自行车为何能停止?
刹车时,刹皮与车圈间的摩擦力,会阻碍后轮的转动。手的压力越大,刹皮对车圈的压力就越大,产生的摩擦力也就越大,后轮就转的越慢。如果完全刹死,这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦力(原来为滚动摩擦,方向向前),方向向后,阻碍了自行车的运动,因此就停下来了。
③自行车哪些地方安有钢珠?为什么安钢珠?
在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处,脚蹬转动处等地方,都安有钢珠。
人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力。而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力,因此要在自行车转动的地方安装钢珠。可以经常加润滑油,使接触面彼此离开,这样就可以使摩擦力变得更小。
相关知识
1.自行车上的杠杆
A、控制前轮转向的杠杆:自行车的车把,是省力杠杆,人们用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。
B、控制刹车闸的杠杆:车把上的闸把是省力杠杆,人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。
2.自行车上的轮轴
A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮:组成省力轮轴(脚蹬半径大于花盘齿轮半径)。
B、自行车手把与前叉轴:组成省力轮轴(手把转动的半径大于前叉轴的半径)。
C、后轴上的齿轮和后轮:组成费力轮轴(齿轮半径小于后轮半径)。
3.自行车上的气压知识。
自行车内胎充气:早期的各种轮子都是木轮、铁轮,颠簸不已。现代自行车使用充气内胎,主要是使胎内的压强增大起到缓冲作用,同时可减小自行车前进的阻力。
气门芯的作用:充气内胎上的气门芯,起单向阀门的作用,只让气体进入,不让气体外漏,方便进气,保证充气内胎的密封。
4.自行车上光学知识。
自行车上的红色尾灯,不能自行发光,但是到了晚上却可以提醒司机注意,因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的小室构成,而每一个小室是由三个约90°的反射面组成。这样在晚上,后面汽车的灯光射到自行车尾灯上,就会产生反射光,由于红色醒目,可引起司机注意。
5、骑自行车游玩注意事项:
①要准备必要的装备:头盔,骑行裤,骑行手套,眼镜,头巾或口罩。
②最少有2人同行。这样既可保证安全,同时还有伴。
③准备好补胎和修车工具:车子质量没问题,带上一套内六角扳手,一个活口扳手就够了。关键是扒胎补胎。还需要胶水、挫。这个要自己练习。还要带上水‘食物、护膝。