自行車的發(fā)明 由物理網(wǎng)資料整理

世界上第一輛自行車是1800年俄國(guó)烏拉爾的一個(gè)農(nóng)奴阿爾塔摩諾夫發(fā)明的。它的樣子同現(xiàn)在的自行車大不相同，前輪很大，后輪很小，兩個(gè)腳蹬子直接裝在前輪的軸上。這個(gè)“怪物”轟動(dòng)了沙皇和大臣們，沙皇問(wèn)：“它只有兩個(gè)輪子，為什么不倒呢?”當(dāng)時(shí)很少有人能說(shuō)出道理來(lái)。

實(shí)際上，這是一個(gè)重心問(wèn)題。

每個(gè)物體都要受地心引力的作用，都有一個(gè)垂直向下的重力，也就是平時(shí)說(shuō)的重量。這個(gè)重力可以認(rèn)為是集中在物體的某一點(diǎn)上，這個(gè)點(diǎn)就是物體的重心。

物體的重心同物體的穩(wěn)定程度大有關(guān)系。不倒翁上輕下重，重心位置比較低，從重心垂直向下的重力作用線，總是落在它與地面的接觸范圍之內(nèi)。所以不管怎么推它，它都不會(huì)倒，只搖晃幾下。陀螺剛好相反，它與地面相接觸的范圍幾乎只是一個(gè)點(diǎn)，從重心垂直向下的重力作用線很難正好落在這個(gè)點(diǎn)上。所以陀螺不旋轉(zhuǎn)，很難叫它站住不倒。人要站穩(wěn)也是一樣，他的重力作用線必須落在兩腳踩地的范圍之內(nèi)。人前蹌的時(shí)候，重心向前傾，兩腿必須緊緊跟上，不然便會(huì)摔倒。

騎自行車的時(shí)候，人和自行車成為一個(gè)整體，有一個(gè)共同的重心，要想不倒，也必須符合上述的要求�？墒亲孕熊嚨膬蓚�(gè)輪子與地面的接觸范圍幾乎都是一個(gè)點(diǎn)，人與自行車共同重心垂直向下的重力作用線必須落在這兩點(diǎn)連成的直線上，才能維持不倒。這是很不容易做到的。好在自行車的前叉向前延伸，轉(zhuǎn)動(dòng)又靈活，稍微一轉(zhuǎn)動(dòng)便能矯正重心的位置。如果重心偏向右側(cè)，即將摔倒，只要將車把稍稍往左一轉(zhuǎn)，車輪與地面的接觸線馬上向左偏過(guò)來(lái)，重力作用線便會(huì)落在接觸線的左側(cè)，再將車把向右偏一點(diǎn)兒，就能保持車子平穩(wěn)了。你看過(guò)“定車倒立”的雜技嗎?演員是把前輪稍稍偏向一邊，與車身構(gòu)成一個(gè)角度，然后一手握住車把，一手握住大梁或座墊把身子倒立起來(lái)。因?yàn)橹挥羞@樣，才能使接觸線在一個(gè)三角區(qū)的范圍內(nèi)，并且隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使重力作用線正好落在接觸線上。技藝高超的演員如果不懂得物理學(xué)，是很難獲得觀眾鼓掌叫好的。你騎自行車可能有這樣的經(jīng)驗(yàn)，車后帶的東西越重騎起來(lái)越困難。為什么呢?道理很簡(jiǎn)單，這時(shí)候車輪與地面的接觸線隨著車把左右擺動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)三角區(qū)，而人、車和東西作為一個(gè)整體，三者的共同重心落在三角區(qū)后部頂端，要隨時(shí)調(diào)整就不大容易，走起來(lái)就不那么穩(wěn)當(dāng)了。

當(dāng)自行車拐彎或跑圓圈的時(shí)候，情況復(fù)雜一些。這時(shí)候，人和車的共同重心偏向圓心的方向，但是掌握了重力、離心力和地面反作用力之間的相互關(guān)系，仍然可以使車平衡。

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/343084.html

相關(guān)閱讀：高中物理知識(shí)點(diǎn)：電磁振蕩的周期和頻率