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你从未见过这么牛掰的自行车

如果按照现有的自行车自平衡理论,视频中这个模样颇怪的简易自行车应该很快摔倒。但是你会发现结果并非如此,它在无人驾驶状态下很好地保持了平衡。或许这个实验将促使人们重新审视当前的自行车动力学,并设计出性能更优异的自行车。

相信很多人见多这样的场景:把一辆自行车快速的推出然后放手,如果速度足够快,它将在很长一段距离中保持前进状态。运动过程中,当它有向一侧倾倒的趋势时,前轮会向侧倒方向转动,以尽量避免自行车摔倒。

之前的研究将这种现象部分归因于车轮的陀螺效应(指转动的物体会有保持原来状态,抗拒外来力量的倾向,也就是转动中物体的轴心会极力保持在原来所指的方向),但是纽约伊萨卡岛康奈尔大学的Andy Ruina及其同事却对此抱怀疑态度。

他们制作出一辆视频中所示的简易自行车,该自行车设计有一个与前轮旋转同步的反转圆盘,用来消除前轮的陀螺转矩。如果按现有理论,失去陀螺效应,自行车将无法保持长时间平衡,但是实验结果推翻了这种预测。此外,该自行车的前轮位置也更靠前,而当前理论也认为这不利于保持平衡。

他们的研究认为自行车保持平衡的关键因素在于质量分布。比如该简易自行车的车把重心低于车架重心,并且位置在旋转轴之前。所以当自行车侧倒时,车把动作的速度将快于车架,这将使前轮转向侧倒方向,从而继续保持自行车平衡状态。


视频和信息来源: newscientist

The End

发布于2011-04-22, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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gunpole

电气工程硕士

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