自行车的轮胎之所以会转动,是因为它围绕着轮轴进行圆周运动,这是一种旋转现象。
德国人德莱斯是一位巡山员,他看到了法国人西夫拉克二十多年前发明的双轮车,并从中受到了启发。
他将这个想法用于自己的工作,但是在山地崎岖、曲折的路线上,他发现车子不太方便。
于是,他添加了把手,使车子更加易于操控,成为了自行车的雏形。
那么,自行车的原理是什么?
其实很简单,就是通过人的脚对脚蹬施加力,从而通过曲柄带动链轮的转动。
链轮又通过链条带动飞轮的转动,飞轮进而后轮转动。由于后轮与地面的摩擦力,使得后轮与地面不会相对滑动,而后轮在地面上滚动,整个车子就运动起来了。
如果我们仔细分析自行车的动力学,可以发现,匀速运动是不存在的。
以前轮为例,由于轮子的对称性,前轮的质心在它的中心。
然而,在运动中,自行车前轮必然会受到地面的阻力,这个力不会通过前轮的中心,也就是不过前轮的质心,而车架通过前轴对前轮的力必然会过质心。
这样一来,前轮受到的合外力矩必然不会为0,前轮不会匀速转动。
因此,自行车的转动是通过人对脚蹬施加力,从而通过曲柄带动链轮的转动,链轮又通过链条带动飞轮的转动,飞轮进而后轮转动。
而后轮与地面的摩擦力使得后轮与地面不会相对滑动,而后轮在地面上滚动,整个车子就运动起来了。