中欧体育官方网站自行车的原理_百度文库• 如左图所示，自行车前轮的转 向是由“前叉”控制的。也就 是说中欧体育，前叉操纵前轮转弯时， 前轮的转动是以前叉所在的直 径为转轴的。（图中红色直径） 当干扰力矩使车向左倾斜，前 轮也将随之向左转弯。这时， 在前轮与地面的接触点A处必将 产生一个向右的运动趋势，因 而地面也就必将产生一个向左 的摩擦力，这个摩擦力有两个 作用。一是它对前后轮中心连 线所形成的力矩，反抗车身向 左的倾斜；二是它对前叉轴线 形成的力矩迫使前轮恢复到原 来的方向。

　　• 自行车的平衡还来自于骑车人腰部的肌肉。骑车 的身体可以形成自动的条件反射，当自行车稍微 倾斜倒下时，人的身体会感受到，腰部肌肉会自 动动作，把身体拉向另一侧，形成的反向力矩促 使车身抬起. • 1.让车轮转动，使之具备“陀螺效应”，从而给 自行车奠定了不易倾倒的力学基础；2.由于在某 一转速下，车轮抗干扰的能力是有限的,骑车人还 能通过控制自行车姿态或调节本身姿态，使干扰 始终维持在临界值之内；3.调节自行车，使之具 有更好的稳定性，如加大车轮转速，适当改变车 的方向等；4.调节整体姿态，以抵消干扰。如因 地面或侧风使车始终向一边倾斜，而行车路线又 不允许转弯时，则需调整姿态，抵消干扰，保持 车的不倒状态。

　　行进中，车轮的运动可以分解为绕轴 的转动和随整车前进的“平动”.如 左图所示，车轮绕轴逆时针转动，当 外界干扰力矩使车轮向左发生一定的 偏倒时，车轮到底怎样运动呢? • 我们来考察车轮最上面一点A的运动 状态。车轮的偏转，使它产生了一个 垂直于旋转平面的轴向速度；由于车 轮的转动，它还具有位于旋转面内的 圆周切向速度；该点的实际速度是这 两个速度的矢量和。轮子的转速越大， 其合速度越靠近旋转平面，车轮也就 越稳定。这个合速度显然缓解了车轮 的倾倒.一般情况下，圆周切线速度都 比使车倾倒的轴向速度大得很多，因 而车轮的高速转动能有效地抵御干扰 力矩的作用。

　　• 自行车本身的平衡机制，来自于前叉 后倾.几乎每辆自行车的车把轴，都不 是与地面完全垂直，而是后倾的。由 于前轮是固定在车把的前叉上，因此 叫前叉后倾。前倾叉后，使车辆转弯 时产生的离心力所形成的力矩方向， 与车轮偏转方向相反，迫使车轮偏转 后自动恢复到原来的中间位置上。这 样，车子就有了自动回正的稳定性。 车速越快，所造成的恢复力矩越大， 骑车人就越感到稳定。 而且车子前叉 越后倾，车子越稳定.

　　• 我们主要介绍自行车的导向系统：由车 把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑 者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保 持车身平衡。

　　旋转的物体有保持其旋转方向（旋转轴的方向） 的惯性。 陀螺效应在保持自行车稳定中也许起到不可忽略 的效果，但是，如果自行车单单凭借陀螺效应保 持稳定，那么，初学者也应该在高速骑车时不会 倒下。另一个方面看，骑独轮车的杂技演员由于 车速很低，甚至车轮完全停止转动，则基本无法 依靠陀螺效应保持平衡。