蜜蜂|科学家苦苦研究:骑自行车为何不会倒?却至今都是未解之谜


蜜蜂|科学家苦苦研究:骑自行车为何不会倒?却至今都是未解之谜
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自全球变暖态势愈加严重之后 , 我国开始倡导“节能减排 , 绿色出行” , 呼吁民众多乘坐公共交通 , 减少开车出行 。 此外中国在互联网和手机的高速发展的共同作用之下 , 人们进入了使用手机就能走遍天下的时代 , 共享经济由此诞生 。
现代年轻人除了公共交通之外最常使用的交通工具就是共享单车了 , 骑单车出行 , 不仅环保而且健康 。 可是你知道吗?这小小的单车背后其实藏着许多谜题 。
自行车在每一个人心中都留下了深刻的印象 , 不论是小时候坐在家人自行车后座上昏昏欲睡中被送去上学 , 还是步入青年时与同学在校门口的大路上相互飙车 , 自行车仿佛在我们人生的每一个阶段都会出现 。 但是不少人常常会感到困惑 , 自行车为什么不会倒呢?
自行车历史
自行车发明至今 , 已经有200多年的历史了 , 它是一种由多个简单机械组成的复杂人力机械 , 被誉为人类最成功的发明之一 。 最早的自行车发明者是一个法国人 , 名叫西夫拉克 , 他于1970年时行走在街道上被路过的马车溅了一身泥 , 由此产生了建造“小型马车”的想法 , 这种小型马车就是将四轮马车从中间劈开 , 变成前后都只有一个轮子的小车 。 这个古早自行车没有转向和驱动装置 , 连我们认为必备的脚踏板都没有 , 骑行时只能依靠自己蹬地前行 。
这之后又有不少人对自行车有了改良的想法 , 比如英国的铁匠麦克米伦 , 他为自行车装上了脚蹬 , 并且将后轮轴的曲柄和脚蹬连接了起来 , 但是由于没有刹车 , 这类自行车安全性很低 。
经过了不少人的改良 , 类似于现代自行车的雏形终于在1974年诞生 , 一位英国人给它装上了链条和齿轮 , 不过同前文的老式自行车一样 , 都有着前轮大后轮小的缺点 。 1888年 , 第一辆现代自行车出现 , 它的安全性相较之前提升了很多 , 可以通过前叉来把握骑行方向 。
自行车在100多年的时间内快速发展 , 其质量越来越好 , 并且针对不同的人群和骑行环境 , 设计出了多种类型 , 供人挑选 。 比如有公路单车、健身单车、场地单车、山地单车、速降单车等等 。 值得一提的是 , 随着单车类型的越来越多 , 骑单车旅行的群体也越来越多 , 他们成为了公路上靓丽的风景线 , 尤其是骑车去西藏 , 是不少人的梦想 。
不过还是要提醒大家 , 长途骑行前要做好充足准备再上路 , 冲动行事可不行 , 尤其是骑行前往高海拔地区前 , 要考虑自己的身体是否能承受 。
陀螺效应
美国科普杂志《Discover Magazine》上评选2011全球顶尖的科学故事中 , 就将“自行车的物理故事”收录了进去 , 并且排在第26名的位置 。 法国的科学院甚至将自行车为何不倒立为了基础研究课题并且设立了奖项 , 在物理学家看来自行车不倒一直都是一个未解之谜 , 为此他们经过长时间的研究 , 给出了多种原因的猜想 , 其中最受认可的就是陀螺效应 。
陀螺效应指的是重力对高速旋转中的陀螺产生的对支撑点的力矩不会使其发生倾倒 , 而发生小角度的进动 。
大家小时候应该都玩过陀螺 , 它的外形一般是上宽下窄 , 在这样头重脚轻的设计之下竟然能一直保持旋转 , 即使碰到了地面上小的障碍也不会歪倒 , 确实非常神奇 。 这是由于物体的惯性会使得旋转的物体处于稳定运动的状态 , 看到陀螺动力不足时 , 使用鞭子抽打再次使它旋转 , 这种就叫做陀螺效应 。
不过仅仅看陀螺我们可以理解 , 可是自行车怎么是在旋转呢?当然不是自行车整体在旋转 , 而是自行车的车轮 , 当前后轮开始旋转之后 , 就会产生陀螺效应 , 速度越快陀螺效应越稳定 , 当我们遇见红灯明显减速或者完全停车的时候 , 自行车就会向旁边倾倒 。