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尊龙凯时官方网站一个常见的物理现象却困扰科学家200年至今仍是未解之谜

2023-03-26 17:54:50
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  尊龙凯时官方网站而对于那些不会骑自行车的人,却怎么也想不明白,前后两个轮子的结构,是怎样

  这是因为自行车受到的重力作用和车轮表面与地面的接触面积不成正比,如果车轮地表的接触面积足够大,那么除非有外力作用影响,否则它能够直立在表面。

  比如,货车的车轮和地表的接触面积够大,即使单个轮胎,也能够直立,而自行车的车轮却很难做到。

  如果将车轮改装为左右轮子的形式,固然能加大自行车和地表的接触面积,但还必须在前方加一个车轮,也就是我们常说的三轮车。

  而设计者将三轮改为两轮结构之后,经过反复尝试,惊讶地发现,即便如此也能够骑行。

  这是令人匪夷所思的事情,毕竟大家都不明白,平时放自行车都需要三脚架,但骑行起来却能够稳定来回穿梭。

  当人们骑行的速度越快,这种趋势也就更加明显,人们对自行车的把控便能轻松自如。

  究其原因,是自行车在骑行的过程当中,与空气阻力、地面的摩擦力、重力达到了一种动态平衡的效果。

  然而,这样的说法有待商榷,毕竟自行车并不一定要在骑行的时候,才能保持平衡。

  像马戏团的那些杂技表演者,他们能够在自行车静止的时候保持平稳,甚至还有钢丝骑行的说法,这都是非常奇特的。

  如果大家觉得马戏团是在做假,那么我们民间也有很多骑行高手,他们都不需要任何支撑,仅凭一辆自行车,在不骑行的情况下保持平衡,甚至耍出许多杂技来。

  那么,是人体的质量加大了摩擦力让自行车保持了平衡吗?想要验证这个问题很简单。

  只需要将一块同等质量的石头和人分别骑在自行车上进行对比,相信大家心中都有了结果。

  显然,前者是无法让自行车保持平衡的,因此,摩擦力并不是影响的主要因素,也许它能够在其中发挥作用,但效果并不明显。

  它就是旋转中的陀螺,陀螺是典型的下窄上宽的物体,没有转动的时候,全程保持倾倒状态。

  之所以它能够在转动时保持稳定,是因为重力作用的影响下,高速旋转的陀螺产生对支撑点的力矩,使其不会倒下,科学家将这种现象称为陀螺效应。

  自行车的车轮在运动过程当中,转动的轮子在轴心产生了力矩,将本体稳定在其中。

  为了验证这种说法的真实性,有的人便造出了能够抵消陀螺效应的自行车,结果发现,虽然骑上去比较吃力,但仍旧能够保持平衡。尊龙凯时官方网站

  1897年,法国科学院为了研究自行车能够保持直立的原因,还特意发布了悬赏通告,只要提供有用的线索和研究,就能够获得一笔不菲的资金。

  这个效应出现在自行车失去平衡之时,即将侧倒,它的前轮会往相同的方向偏转,而后轮则是往相反的方向调控。

  如果此时再配合上人类所施加的力,调转前轮就能够将失去平衡的自行车给修正回来。

  所以,控制自行车的前轮非常重要,只有凭借个人的感觉,对其施加不同的力,才能把控平衡。

  这个说法是目前为止最可信的,骑过自行车的小伙伴都知道,一旦前轮失控,如果不能及时调整角度,很有可能“翻车”。

  不过,生活中也不缺乏“高手”去打破这些科学的认知,比如不少人在小时候都爱做的——“放双把”骑车。

  此时,人们没有利用自行车把头调控前轮的力,可仍旧能够保持稳定,同样是引人深思的。

  有人猜测,在放双把之前,自行车的车身就已经保持了某种平衡状态,在速度波动不大,路面平缓的情况下,是能够在一定程度上保持平衡的。

  后来又有人提出,其实自行车能够稳定直立,是多种物理现象的集合,我们不能孤立地看待问题。

  此外,人对自行车的操控也非常重要,越是熟练的人,就越能够掌握到自行车平衡的关键点,也就是人们所说的重心。

  从世界上第一辆自行车的发明到现在已经过去了200多年,人们对此仍旧没有一个定论,相关研究可能还需要更多人的智慧。

  关于第一台自行车是谁发明的,历史学一直没有定论,有人说是1790年法国人西夫拉克所发明。

  当时,西夫拉克走在雨后的街道上,行人众多,马车也密密麻麻,急速驶过的马车将水坑溅起,弄得行人怨声载道。

  西夫拉克心中在想,可不可以发明一种更加简易的交通工具,既能够在密集的人群当中穿梭,又不会对行人造成影响?

  有历史学家认为,西夫拉克的发明并不是真正意义上的自行车,它只不过是三轮马车的改版。

  后来德莱斯按照前者的设计思路,发明出了两轮自行车,被不少历史学家认为是世界上第一辆自行车。

  50年后,英国的雷诺将钢丝横条改善了自行车的结构,尊龙凯时官方网站使得它的车身大小得到改良,有了现代自行车的雏形。

  随着自行车的不断完善,人们发现它是一个物美价廉的代步工具,越来越多的消费者对此青睐有加。

  直到今天,自行车仍旧是我们出行的重要工具,为国人解决“最后一公里”烦恼。

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