这也是为什么 , 越是速度快的自行车 , 越是难以迅速转弯 , 因为你要施加足够大的力来对抗车轮的角动量 。
我们生活中有很多现象都存在 “ 陀螺效应 ” , 比如打水漂 , 如果你老是失败 , 多半是因为石头的旋转速度还不足以形成让它保持方向的角动量 。
还有飞盘 , 飞盘从被扔出去到落回到你的手里 , 整个过程会一直遵循角动量方向不变的规律 。
说到这 , 大家估计理解的就差不多了 。 不知道 “ 陀螺效应 ” 这个理论能不能说服你 , 实不相瞒 , 我反正是被说服了 。 而这套理论也主导了自行车研究界好长一段时间 。
琼斯和他的前轮尾迹
直到 1970 年 , 有个叫琼斯的英国化学家突然跳出来说 , 自行车能够保持平衡 , 并不是因为 “ 陀螺效应 ”! 而是另有原因 。
这人确实没瞎掰 , 他是真的发明出了抵消陀螺效应的自行车 。
文章图片
这辆的自行车特别之处在于它有一大一小两个前轮!大前轮在小前轮的传动下 , 会向反方向旋转 , 也就是说这两个轮子的角动量是完全相反 ,且相互抵消的 , 所以这辆车成功的消除了陀螺效应!
神奇的是 ,它也能和普通自行车一样保持平衡 。
一个近百年来公认的理论就这样被推翻了 。
那既然自行车能保持平衡并不是因为陀螺效应 , 又是因为啥呢?琼斯这哥们也给出了自己的理论解释 。
他说啊 , 自行车之所以能保持平衡 , 是因为自行车的前轮设计里 , 有一个叫 前轮尾迹的东西 。 简单说就是自行车前叉的延长线跟前轮中心垂直线的距离 。
文章图片
懂汽车的朋友可能听说过这么一个词 , 叫 主销后倾 , 在原理上 , 它和前轮尾迹是同一个东西 。
为啥说这玩意是自行车保持平衡的关键呢 。
大家有没有注意到 , 当自行车行驶的时候 , 如果发生倾倒 , 车头会朝同一个方向转动 , 然后重心就会重新回到自行车前轮的下方 , 而出现这种情况 ,就是因为前轮中心比车把更靠前 , 重心会带着转向轴向一个方向转动 。
琼斯还研究了前轮尾迹为负的情况 , 也就是车子前叉向前倾倒 , 这种情况下 , 当自行车向一侧倾倒时 , 车轮会向反方向偏转 , 非常难稳定 。 所以 琼斯认为前轮尾迹越长 , 自行车的平衡能力也就越好 。
同理 , 还有购物车和办公椅的脚轮 , 不管你怎么拉动它们 , 这些轮子的前轮尾迹永远是一个正值 , 而这样的设计就是为了让他们方向更稳定 。
嗯 , 听起来很有道理 。 差评君又相信了 。
《科学》杂志打破前轮尾迹
而到了 2011 年 , 5 位学者在《科学》杂志上发表了一篇文章 , 他们论证了在既没有陀螺效应也没有前轮尾迹的条件下 , 自行车照样可以行驶得很稳定 。 怎么实现的呢 , 还是造车 。
他们做了一个更奇葩的自行车 , 先是在前后轮上加了反转的辅助轮 , 然后又让车轮中心在前叉之前 。 所以这车既没有陀螺效应 , 又是一个负的前轮尾迹 , 当然 , 它还是可以保持平衡稳定前进 。
文章图片
那这辆车是怎么保持平衡的呢 , 就是通过车身结构 , 来控制自行车的质量分布 。 于是这 5 位学者给出结论 , 压根不用什么陀螺效应和前轮尾迹 , 只要在一定的质量分布条件下 , 完全可以平衡 。
特别声明:本站内容均来自网友提供或互联网,仅供参考,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。
