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【美国总统骑自行车摔倒!为啥平时自行车不倒?科学家困惑了200年】
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当地时间6月18日(周六) , 美国总统拜登在骑自行车的时候意外摔倒 , 一度上了热搜 。 许多美国人都为这位79岁高龄的总统捏了一把汗 , 生怕这一摔带来什么严重的身体问题 。
自行车是世界上最流行的交通工具之一 , 非常方便 , 还能锻炼身体 。 尤其在共享单车问世之后 , 原本越来越少见的自行车又重新火热起来 , 解决了人们的出行问题 。
在我们平时看来 , 骑车在路上平稳地前进是一件正常的事 , 摔倒了才是问题;不过对于科学家来说就恰恰相反 , 从物理学、生理学等方面上来讲 , 平稳地骑车反倒让人难以理解 , 难道不应该都摔倒吗?
实际上 , 这个问题已经困扰科学家超过200年的时间了 , 二百多年来 , 这个问题始终是个谜 。
当然 , 咱们也不能说这个问题从自行车诞生的那一天起就困扰科学家了 , 因为最开始的自行车 , 还真涉及不到这个问题 。 1790年 , 法国人西夫拉克首次提出了自行车的设想 , 并设计了人类历史上第一辆自行车 。 说起来你可能不信 , 历史上最早的自行车是这样的——
没错 , 最早的自行车其实只有一根横梁、一只车把和两个轮胎 , 而且车的行进需要人的两只腿来支撑并提供动力 。 这个时候 , 自行车是四点支撑的 , 自然是非常稳定的 。
一直到了很多年后 , 人类才改造了自行车 , 通过脚蹬子和齿轮提供动力 , 让自行车前进 。 从此 , 人类的双脚离地了 , 病毒就关闭了 , 聪明的智商占领高地了 , 科学家也开始懵b了 。
我们知道 , 如果一辆自行车停在地上 , 如果没有支撑 , 那么它就会倒下 。 这是因为它只有轮胎最低处的两个面积很小的平面与地面接触 , 不足以支撑高度、长度远超过接触面的自行车 , 所以极容易失衡倒下 。
当一个人骑车前进的时候 , 虽然车轮转动起来了 , 但从任何一个瞬间来看 , 自行车的状态都和停止的时候一样 , 只有两个极小的接触面支撑 。 明明状态是一样的 , 自行车却不再摔倒了 , 这是为什么呢?
当然了 , 也不是说一旦车轮转起来 , 车就不会摔倒了 。 想要保持自行车的平稳 , 还是需要学习和练习的 。 大部分会骑自行车的人 , 都是从摔倒的疼痛中走过来的 。 学习一段时间之后 , 大家就掌握了骑车的技巧 。
会骑自行车的人都知道 , 如果自行车向右侧偏转 , 那么应该将车把稍微往右转一下 , 就能保持车子平稳 , 反之亦然 。 比如美国总统的车 , 明明向右偏了 , 他向右打轮之后又向左转了一下 , 结果就摔倒了 。
可是 , 你有没有想过 , 这是什么原理?当初我们学车的时候 , 可没想过自行车是什么原理 , 也没有任何教材或者理论告诉我们车子歪了该怎么办 , 但我们自然而然地就知道通过车轮来找平衡 。 这么一想 , 是不是觉得从自行车到人体、从物理学到生理学 , 都是一件非常神奇的事?
对于这个现象 , 科学家们有一个专有名词 , 叫做脚轮效应 。 比如办公室里的转椅 , 也会涉及到这个原理 。 如果你坐在转椅上转圈 , 就会发现虽然转椅基本上保持原地不动 , 但它的几个轮子可是一直在调整方向以维持平衡的 。
自行车也是相同的原理 , 在自行车前进的过程中 , 前轮会留下一条前轮尾迹 。 如果自行车是直线前进的 , 那么这条尾迹就和自行车的转向轴保持一致 , 自行车可以稳定前进 。 如果自行车有所偏转 , 那么通过合理地调整自行车前轮的方式改变这条尾迹 , 也可以让车的质心回到转向轴上 , 重新获得平衡 。
你以为一个人骑车的时候保持平稳 , 一直是直线前进的 , 但其实这个人一路都在非常精妙地随时微调着角度 。 因此 , 有人认为 , 脚轮效应就是自行车保持稳定的根本原因 。
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