自行车为什么不倒?

来源：学生作业帮助网编辑：作业帮时间：2024/04/29 23:24:58

自行车为什么不倒?
自行车为什么不倒?

自行车为什么不倒?
自行车行驶时车轮转动,因此获得一个向左的比较大的角动量.当外力矩不为零的时候,角动量当然会随之改变.但是由于通常外力矩增量的模远小于自行车固有的角动量,所以表现出类似于进动的行为另一方面,当自行车静止的时候,角动量为零,这时一旦受到外力矩,就直接倒下了,其运动方程由重力矩和绕车轮底部定点的转动惯量决定.
想象一个静止垂直站立的车轮,由于是不稳平衡,肯定有向一侧倾倒的趋势,在它倒下这个过程中一瞬间,轮上各个点在铅直方向的速度是不同的（角速度相同,那么各点速度与该点距转动圆心就是车轮与地面接触的点的距离成正比）,就是说越高的点下落速度也越快；然而若这个轮子是在转动过程中,t时刻某一点高度h,那么在t＋1时刻这个点的高度就变了,在轮轴靠近前进方向一侧的点高度小于h,相反侧的点高度大于h,因此其与该点在轮正常倒下时该高度的点应有的速度并不相同,此时若轮要倒下,则必须改变轮上各点的速度,这样就有一个加速度,由作用力与反作用力的原理,各点同时产生一个阻碍轮倒下的力；由于轮是处在不断的滚动过程中,这个阻碍轮倒下的力就一直存在,轮子相当于处在一个稳定平衡中.

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