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百年未解之謎:為什么自行車(chē)騎起來(lái)不會(huì)倒?

來(lái)源:鈺庭新能源電動(dòng)車(chē) 發(fā)布時(shí)間:2019年12月06日
共享單車(chē)都騎得很爽啊,有沒(méi)有想過(guò),為什么自行車(chē)騎起來(lái)不會(huì)倒呢?
兩個(gè)輪子加上一些簡(jiǎn)略的支架,組成了日常生活中常見(jiàn)的交通東西——自行車(chē)。
騎自行車(chē)不是什么難事,不過(guò)要講清楚跋涉中的自行車(chē)為什么不簡(jiǎn)略倒,即“自行車(chē)安穩(wěn)性”的問(wèn)題,可沒(méi)那么簡(jiǎn)略。
自行車(chē)只靠?jī)蓚€(gè)輪子和地上接觸,但只要到達(dá)并不太高的速度,它就能夠堅(jiān)持平衡而不會(huì)傾覆,有些技術(shù)高明的人甚至能夠雙手脫離車(chē)把而不憂(yōu)慮摔倒。
關(guān)于自行車(chē)安穩(wěn)性的研討吸引了許多物理學(xué)家、力學(xué)家甚至數(shù)學(xué)家參與討論。1897年,法蘭西科學(xué)院還為此特別設(shè)立了一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
可是,這個(gè)看似簡(jiǎn)略的問(wèn)題歷經(jīng)百余年的研討,至今依然沒(méi)有處理,許多人還在持續(xù)盡力。

2011年,一個(gè)國(guó)際研討小組在《科學(xué)》雜志上宣布論文,介紹了他們的效果,定論聽(tīng)起來(lái)或許有點(diǎn)令人泄氣——“為什么自行車(chē)能夠堅(jiān)持自我安穩(wěn),現(xiàn)在還沒(méi)有簡(jiǎn)略的物理學(xué)解說(shuō)?!?

呵呵,這是在逗我嗎?沒(méi)有解說(shuō)也能夠發(fā)《Science》?
不過(guò),他們發(fā)現(xiàn)了一些有用的線(xiàn)索。簡(jiǎn)而言之,便是——“我不知道什么是對(duì)的,但我好像知道了什么是不對(duì)的?!?br /> 以前的研討將自行車(chē)跋涉的安穩(wěn)性部分歸因于車(chē)輪的陀螺效應(yīng),也便是物體滾動(dòng)時(shí)的離心力會(huì)使其本身堅(jiān)持平衡。
還有一些科學(xué)家認(rèn)為,自行車(chē)能夠堅(jiān)持平衡,主要是由于前叉后傾,即前叉不是垂直于地上,而是向后歪斜。
可是,這篇神論文的作者們對(duì)此抱置疑情緒。他們?cè)O(shè)計(jì)了一輛排除了陀螺效應(yīng)和前叉后傾的自行車(chē)。試驗(yàn)結(jié)果令人大感意外。
研討人員把這輛車(chē)推行到必定速度后撒手,它自己安穩(wěn)地跋涉了相當(dāng)長(zhǎng)的間隔,好像任何一輛傳統(tǒng)的自行車(chē)相同。
研討人員甚至在半途微微推了它一下,它也能很快康復(fù)安穩(wěn)。
試驗(yàn)說(shuō)明,陀螺效應(yīng)和前叉后傾并不是自行車(chē)堅(jiān)持安穩(wěn)的關(guān)鍵原因。試驗(yàn)還顯現(xiàn),質(zhì)量分布或許對(duì)自行車(chē)的平衡起到很大效果。
爾后,他們又持續(xù)打開(kāi)研討。2014年,他們又發(fā)明了一種無(wú)論怎樣歪斜也不會(huì)倒下的車(chē)子。這種車(chē)是自行車(chē)和三輪車(chē)的混合體,后輪兩邊各加裝了一個(gè)輔佐輪,看起來(lái)有些像兒童自行車(chē)。
兩個(gè)輔佐輪由繃簧控制??嚮伤砷_(kāi)時(shí),這輛車(chē)和一般自行車(chē)沒(méi)什么差異,轉(zhuǎn)彎時(shí)騎車(chē)人經(jīng)過(guò)歪斜身體來(lái)堅(jiān)持平衡;繃簧緊繃時(shí),它就成了一輛三輪車(chē),車(chē)輛和騎車(chē)人都不需求歪斜,而靠后輪的效果來(lái)拐彎;當(dāng)繃簧處在某個(gè)臨界點(diǎn)時(shí),這輛車(chē)不管怎樣歪斜都倒不了,此時(shí)假設(shè)騎車(chē)人企圖改變車(chē)把來(lái)拐彎就會(huì)翻車(chē)。
研討人員期望借此研討騎車(chē)人終究怎樣控制自行車(chē)并堅(jiān)持安穩(wěn),進(jìn)而研制出更易控制的自行車(chē)。
自行車(chē)安穩(wěn)性問(wèn)題的確十分雜亂,要徹底解說(shuō)清楚,還有必要從腦科學(xué)視點(diǎn)進(jìn)行考慮。
人類(lèi)能經(jīng)過(guò)雜亂的直覺(jué)來(lái)堅(jiān)持騎行的安穩(wěn)。例如,在速度十分低的狀況下,咱們很簡(jiǎn)略認(rèn)識(shí)到,改變車(chē)把已無(wú)法控制方向,所以很自然地經(jīng)過(guò)搖晃膝蓋來(lái)控制自行車(chē)。
咱們?yōu)槭裁磿?huì)這么做?到現(xiàn)在為止還沒(méi)人能答復(fù)。
看來(lái),自行車(chē)的疑團(tuán)將會(huì)持續(xù)困擾咱們。

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