自行车这个结构简单的交通工具给我们的生活带来了许多便利,但是它却困扰了科学家200多年,因为至今还没真正弄明白,为什么自行车在骑行的过程中不会倒。而且把自行车推到一定速度后放手,没有人控制它也能自己前进一段。中间动它一下,还能自己恢复稳定,这到底是为什么呢?
近200年间,物理学家和数学家发表了几百篇相关的文献资料,一共提出了3个可能:
第一,陀螺效应。自行车前轮转动时,惯性和离心力会帮助它保持平衡,就像抽陀螺的时候,陀螺会保持旋转方向的惯性一样。
第二,离心力效应。当自行车往一边倾斜时,骑车的人也把前轮转向同一侧,自行车就会沿着倾斜那一侧的圆周前进。这时候离心力朝圆周外,就会把自行车扶正了。而且自行车的速度越快,离心力和惯性就越大,越容易控制。我们有时间见到有人骑车的时候将双手放开,就是基于这个原理。
第三,脚轮效应。行驶的自行车倾斜时,前轮会自动向倾斜的那一侧产生一个偏转角,自行车靠偏转的离心力就会自动扶正。
这就是无人控制的自行车也能稳定前进的原因,但是除了力学的原因,也许还要考虑脑科学。我们骑自行车看起来很简单,但是大脑思考计算是复杂的,而且荷兰达尔富特大学的研究员们设计了一辆没有陀螺效应和脚轮效应的自行车,没有人控制它的时候照样行驶得很平稳。自行车骑起来为什么不会倒?至今还是一个未解之谜!
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