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自行车的原理?

189 2025-02-23 22:51

一、自行车的原理?

自行车在停着的时候,必须得用支架才能立住,为什么让它运动起来却反而稳定了呢?

大家都知道,在没有外物干扰的情况下,速度越大越安全,这又是为什么?

自行车基本上是两点着地,骑动时可以不倒下是因为两轮滚动时产生水平方向的角动量;当车子几乎静止时角动量消失了,质心要通过底座(人和车体在地面的投影)的机会非常少,不可避免就要倒下,此时若转动手把就会产生垂直方向的角动量,使车子保持平衡,这点和飞盘转动时可以保持平稳飞行有异曲同工之妙,但因为转动不是很完整,方向又一再改变,所以一般不能撑很久.

自行车在运动状态下, 会受到几种干扰

1.车上的人的运动, 会造成对自行车有一种向各个方向的干扰力

2.地面的前进阻力

3.路面上不可能是完全平的,各种地面的细小物体都会对自行车产生向各个方向的力

4.运动着的自行车,重心不可能完全在两个着地点之间的线段上,所以还有一个各地面倾倒的重力

运动着的自行车如果拥有一定快的速度, 就会保持一定的直线运动惯性(除非地面实在太不平).那么外界对自行车的各种干扰力, 对自行车惯性速度和运动方向的改变, 就会变得细小和缓慢许多, 由于直线运动的惯性速度和方向的改变缓慢了, 那么车手就有充足的时间作为反应,来轻微地调整车头方向, 行动速度, 坐姿, 产生一种保持原有速度和方向的加速度, 所以感觉上是, 自行车速度快到一定程度, 反而车手不容易倒, 太慢了反而容易倒.

二、自行车上综合利用了哪些原理呢

1.测量中的运用

在测量跑到的长度时,可运用自行车。如普通车轮的直径是0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率,即约2.33米或2.07米,然后,让车沿这跑道滚动,记下滚动的圈数n则跑道长为2.33n米或2.07n米。

2.力和运动的运用

(1) 减小与增大摩擦。车的前轴,中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦,人们常在这些部位加润滑剂。多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎,车的把手的塑料套,蹬板套,闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,摩擦大大增加了,故车可以迅速停驶。而在刹车的同时,手用力握紧闸把,增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。

(2) 弹簧的减振作用。车的坐垫下安有许多根弹簧,利用它的缓冲作用以减小振动

3.压强知识的运用

(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载重过量,则车胎受到压强太大而被压破。

(2)坐垫呈马鞍形,它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人骑车不易感到疲劳。

4.简单机械知识的运用

自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离,还使用了轮轴::脚踏板与链轮牙盘;后轮与飞轮及龙头与转轴等。

5.功和机械能的知识的运用

(1) 根据功的原理:省力必定费距离。因此人们在上坡时,常骑“s”形路线就是这个道理

(2) 动能和重力势能的互相转化。如汽车上坡前,人们要加紧蹬几下,就容易上去些,这里是动能转化为势能。而骑车下坡,不用蹬,车速也越来越快,此为势能转化为动能。

(3) 整体上自行车是费力机械,一般为省距离才骑自行车。顶风骑车比顶风行走艰难,就是因为骑车费的力被“放大”了

6.惯性定律的运用

快速行驶的自行车,如果突然把前轮刹住,后轮会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动,但车上的人和后轮没有受到阻力,根据惯性定律,人和后轮要保持继续向前的运动状态。所以切记下坡或高速行驶时,不能单独用自行车的前闸刹车,否则会出现翻车事故。

三、自行车的原理是什么?

自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中,其基本部件缺一不可。其中,车架是自行车的骨架,它所承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点,大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统:

1、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。

2、驱动(传动或行走)系统:由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄,链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的,从而使自行车不断前进。

3、制动系统:它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸,使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。

此外,为了安全和美观,以及从实用出发,还装配了车灯,支架等部件。

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