自行車為什麼能前進?
自行車為什麼能騎走???
凡是高速轉動的物體,都有一種能保持轉動軸方向不變的能力,使它們不向兩側倒。比如,我們用手指按住立起的硬幣,一鬆手,硬幣就要倒下;手指加點力,順著硬幣側面方向向前推,硬幣不僅不倒,還可以向前轉動。小朋友滾鐵環也是這個道理,用鐵鉤子把握鐵環的方向,並給它一個向前的力,鐵環就會向前滾動。我們騎車時是在前進的方向上給自行車一個力,使車輪轉動起來,車輪就能保持一定的平衡狀態,再利用車把調節一下平衡,自行車就可以往前走了。可是一停下來,車子就會因失去平衡倒下來。在轉彎時,身體應向同一方向傾斜,這樣就不會摔倒。
普通自行車是如何前進的?
普通的自行車由於鏈條帶動輪軸使輪子轉起來。那麼先說後輪胎,輪胎與地面的作用點不斷在變化。在後輪胎與地面的接觸點處有個使自行車向前驅動的摩擦力,使自行車前進。而前輪胎與地面接觸點處有個向後的摩擦力,這是阻止自行車向前,當然這是自行車在驅動時,如果沒有踩踏,兩輪子兜會阻止車子向前…
自行車為什麼只能前進不能倒退,有什麼機構?
棘輪機構,只有向前轉才可以用力,向後轉會空轉。
為什麼自行車往前會前進,往後瞪不倒退?工作原理??謝謝
自行車的原理是通過人的腳對腳蹬施加力,從而通過曲柄帶動鏈輪的轉動,鏈輪又通過鏈條帶動飛輪的轉動,飛輪進而後輪轉動。由於後輪與地面的摩擦力,使得後輪與地面不會相對滑動,而後輪在地面上滾動,整個車子就運動起來了。
通過對自行車的仔細的受力與動力學分析,可以發現,對於自行車來說,勻速運動是不存在的。就拿前輪來分析,由於輪子的對稱性,前輪的質心在它的中心,而在運動中,自行車前輪必然會受到地面的阻力,這個力不過前輪的中心,也就是不過前輪的質心,而車架通過前軸對前輪的力必然會過質心,這樣一來,前論受到的合外力矩必然不會為0,前輪不會勻速的轉動。騎自行車的時候,腳也不是一直都在用力蹬腳蹬,當腳用力蹬腳蹬時,車子就會加速,當不太用力時,車子又會減速,實際的騎自行車的過程就是交替地加速減速。
自行車中的各個輪子尺寸不是隨意的,除了從美觀的角度考慮,還要受到物理規律的制約。現在從物理學的角度對自行車中的各個輪子尺寸作出分析。
假設腳蹬到中軸的距離為R1,鏈輪的半徑為R2,飛輪的半徑R3,後輪的半徑為R4。腳蹬,曲柄,鏈輪的整體轉動慣量為I1,飛輪,後輪的整體轉動慣量I2。定義自行車速率與腳蹬速率的比值為速率效率。假設腳蹬的速率為V0
由腳蹬與鏈輪的角速度必須相等,飛輪與後輪的角速度必須相等,鏈輪與飛輪的蘇聯相等可以推出車子的速度V=V0*R2R4/R1R3 [1]
再假設地面給後輪的摩擦力為f,鏈條給後輪的作用力為f‘,人蹬腳蹬的力F。後輪的角加速度為B,前輪的角加速度為B‘
B*R3=B‘*R2
對腳蹬,曲柄,鏈輪的整體,
FR1- f‘R2=I1B’
對飛輪,後輪的整體,
f‘R3- f R4=I2B
解得;F= f*R2R4/R1R3+I1BR3/R1R2+I2BR2/R1R3
我們可以把它分成幾個部分來考慮,克服地面摩擦的力f*R2R4/R1R3,克服腳蹬,曲柄,鏈輪的轉動慣量的力I1BR3/R1R2,克服飛輪,後輪的轉動慣量的力I2BR2/R1R3。
現利用控制變量的思路對自行車中的各個輪子尺寸進行討論。
當其他量一定時,R1越大,克服地面摩擦的力和克服飛輪,後輪的轉動慣量的力越小,但是速率效率就越小[即腳蹬的速率一定時,自行車的速率越小],而且R1越大時,I1就會越大,克服腳蹬,曲柄,鏈輪的轉動慣量的力不一定會變小。
當其他量一定時,R2越大,速率效率就越大,克服腳蹬,曲柄,鏈輪的轉動慣量的力越小,但是克服地面摩擦的力和克服飛輪,後輪的轉動慣量的力就會越大。
當其他量一定時,R3越大,克服地面摩擦的力和克服飛輪,後輪的轉動慣量的力就會越小,但是速率效率就越小,克服腳蹬,曲柄,鏈輪的轉動慣量的力越大。
當其他量一定時,R4越大,速率效率就越大,但是克服地面摩擦的力越大。
綜上所述,自行車中的各個輪子尺寸除了從美觀的角度考慮,還要受到物理規律的制約
自行車是靠什麼帶動輪胎前進的。
人體生物能轉化為機械能再轉化為動能
為什麼自行車正著騎會前進而反著騎不會後退
自行車只有2個輪子,卻為什麼可以保持平衡呢?甚至,高手在騎車的時候,可以雙手離開車把,任由車子向前走而不擔心摔倒(但要擔心前面呼嘯而來的汽車)。物理學家拿出一個陀螺,放在地上轉一下,並開始用鞭子使勁抽打它,隨著陀螺越轉越快,陀螺也像不倒翁一樣,雖然只有一個尖著地,卻左右搖擺而不肯倒下。這就是陀螺效應:旋轉的物體有保持其旋轉方向(旋轉軸的方向)的慣性。
陀螺只有一個旋轉方向,已經很穩定了。而自行車有2個輪子,顯然自行車輪子在高速旋轉的時候,會使自行車更穩定。因此,騎車人撒開車把也不會倒下。
但遺憾的是,這並非一個合理的解釋。
陀螺效應在保持自行車穩定中也許起到不可忽略的效果,但是,如果自行車單單憑藉陀螺效應保持穩定,那麼,初學者也應該在高速騎車時不會倒下。但是,2個陀螺似乎並不足以支撐騎車人重達幾十公斤的身體的傾斜。剛學習騎車往往會摔得很慘。從另一個方面看,騎獨輪車的雜技演員由於車速很低,甚至車輪完全停止轉動,則基本無法依靠陀螺效應保持平衡。
自行車的平衡首先來自於騎車人腰部的肌肉。熟練的騎車人,其身體形成自動的條件反射,當自行車稍微傾斜倒下時,人的身體會感受到,腰部肌肉會自動動作,把身體拉向另一側,形成的反向力矩促使車身擡起。我們學習騎自行車,也就是訓練身體的肌肉完成這種條件反射,而一旦學會,這個控制迴路就保持在小腦中,隨時可以啟用,許多年也不會忘記。
但是高速騎車時,會感覺車子比剛剛起步的時候穩定,這又是為什麼呢?
自行車本身的平衡機制,來自於前叉後傾。我們可以觀察到,幾乎每輛自行車的車把軸,都不是與地面完全垂直,而是後傾的。由於前輪是固定在車把的前叉上,因此又叫前叉後傾。前叉後傾,使車輛轉彎時產生的離心力其所形成的力矩方向,與車輪偏轉方向相反,迫使車輪偏轉後自動恢復到原來的中間位置上。這樣,車子就有了自動回正的穩定性。車速越快,所造成的恢復力矩越大,騎車人就越感到穩定。這就是高速騎車時,會感覺車子比剛剛起步的時候穩定的原因。
一般而言,車子前叉越後傾,車子越穩定,但轉動車把越費勁;而後傾角度小,轉把較容易,但車子的穩定性不夠。但如果自行車完全沒有前叉後傾,那麼,騎自行車會是一件很痛苦的事情。
自行車其實是相當複雜的力學體系,而汽車的前輪定位更加複雜。有主銷內傾、主銷後傾、前輪外傾和前輪前束,這保證開車的時候車子儘可能穩定,但又減少輪胎的磨損。
為什麼自行車在前進時其後輪相對於地面有向後運動的
當我們騎在自行車上時,由於人和自行車對地面有壓力,輪胎和地面之間不光滑,因此自行車與路面之間有摩擦,不過,要問自行車為何能前進?這還是依靠後輪與地面之間的摩擦而產生的,這個摩擦力的方向是向前的。那前輪的摩擦力是幹什麼的?阻礙車的運動!其方向與自行車前進方向相反。正是這兩個力大小相等,方向相反,所以自行車作勻速運動。不過,當人們在地上推自行車前進時,前輪和後輪的摩擦力方向都向後。那誰和這兩個力平衡呢?腳對地面的摩擦力向前!
你最好能畫一個受力分析圖。我就做一個簡單的分析吧,希望能對你有所幫助。1.
你腳蹬踏板,通過鏈條使後輪轉動,後輪與地面接觸的那部分,相對於地面是靜止的,且有向後運動的趨勢(不懂就拿輛自行車看看),所以地面相對與後輪就有個向前的運動趨勢(相對運動該知道吧?),地面就對後輪有個向前的摩擦力(摩擦力那節自己看看)。2.
自行車在向前運動時,地面相對於車是向後運動的,前輪是被地面帶動轉動的,地面相對與前輪有個向後的運動趨勢,所以前輪就受到地面一個向後的摩擦力。
自行車是依靠什麼的力量前進的
自行車依靠雙腿腳踏牙盤,通過鏈條專遞動力到飛輪.飛輪帶動後輪產生向前滾動的力量
為什麼自行車在前進的時候踏板還在轉動
再好的軸承也有摩擦力,所以後輪軸帶動塔基,塔基帶動飛輪,飛輪帶動鏈條,鏈條帶動牙盤,牙盤帶動曲柄,腳踏在曲柄上,所以曲柄轉腳踏也就跟著轉了。 而最終的一切,都是因為摩擦力,阻礙了軸承轉動。希望我的解答為你解惑。~~~
為什麼自行車向前踩會前進而向後踩不會後退
這是由自行車的飛輪和齒輪的裝置決定的。
如果經過特殊裝拼(雜技車),也有向後踩向後退的。