自行車不倒暗含玄機

給自行車一個向前的力量，即使沒有人騎它，如果自行車是筆直前進的，它就能前進一段距離而不歪倒。自行車為什麼有自動保持平衡的能力呢？

轉起來就不容易倒

對此，機械工程師們以為他們早已經了解得很透徹了。原因首先是自行車車輪轉動提供的陀螺效應，然後是自行車轉向軸（車把）與穿過前輪中心的垂直線有一定的夾角，這夾角削弱了自行車要歪倒的傾向。

先來解釋一下陀螺效應。玩過陀螺的小朋友都知道，即使是頭重腳輕的陀螺，一旦旋轉起來，也是像跳華爾茲的舞女一樣立著，不容易歪倒，好像重力對它不起作用似的。旋轉中的陀螺，即使我們輕輕碰它，它也不容易歪倒。很多時候，我們即使把它碰歪了，它也要頑強地歪著身子旋轉。從陀螺的特性我們可以看出，物體一旦旋轉起來，慣性會讓旋轉的物體保持穩定的運動狀態，不容易受到外界干擾的影響，物體的這種保持穩定旋轉的性質就叫做「陀螺效應」。

對於自行車來說，自行車車輪一旦立著滾動起來，它就會穩定地滾著轉動下去，不容易歪倒，除非有很大的外力影響，例如碰到大石頭或遇到路面上的大坑等。如果路面光滑平整，它會自己前進很遠的距離而不歪倒。

再來看第二個原因。自行車的後輪處安裝有車架、車鏈、腳蹬、車座等，導致後輪處的重心比前輪低，因此，自行車的前輪容易受到重力影響而具有傾倒的傾向，但這種傾向通過車把傳給後輪時，由於車把轉向軸與重力作用線有一個夾角，根據三角關係計算，這個夾角越大，傳給轉向軸的作用力越小，因此，自行車的車把轉向軸與前輪的重力線一般都有一個夾角，這可以削弱自行車傾倒的傾向。

顛覆傳統的新自行車

自從自行車發明一百多年來，人們一直以為，車輪轉動的陀螺效應和自行車轉向軸向後傾斜，對於自行車的穩定最重要也最關鍵。自行車的設計者照著以上的思路工作，也想不出更好的設計款式，因為更花樣的款式不一定符合自行車穩定原理，也就不實用了。

最近研究者才發現，上述最關鍵的因素竟然是無足輕重的，沒有陀螺效應，沒有轉向軸的新款「自行車」同樣能夠穩定前行！

研究者設計的新「自行車」，前後輪都採用上下雙層的小輪子，小輪子直徑僅有5厘米左右，兩個小輪子就像相互咬合的兩個齒輪一樣，當下層小輪子在地面上轉動前進的時候，會帶動上面的小輪子一起轉動，這樣，上下兩個小輪子轉動的方向就會相反（一個順時針，一個逆時針），那麼上下兩個小輪子轉動所產生的陀螺效應就會相互抵消，不會起到穩定「自行車」的作用。

此外，自行車的前後輪之間用金屬桿相連。沒有車把，但有一根長長的空心鐵杆，鐵杆一端固定在後輪處，另一端用一條較短的鐵杆架在金屬桿上，像大炮的炮筒一樣指向前方，這鐵杆可以用來推動自行車前進。新自行車設計上最重要的一點是，後輪處墜了一塊很重的鐵塊，鐵塊固定在後輪處上下兩個小輪子之間的位置上，比較貼近地面。這重重的鐵塊大大降低了自行車整體的重心，也使整體的重心位於後輪處。

這樣一款沒有陀螺效應、沒有轉向軸後傾的穩定效應的自行車，照樣可以在推動下直立著穩定前行，比一般的自行車竟然還穩定。

新自行車不倒，奧秘何在呢？通過研究，人們發現，對於自行車來說，前輪處輕，後輪處重，最重要的是重心被壓低了。有了這一點，車輪如何設計，車把如何設計都不重要了。

發現這一點很有意義，照著這個思路設計，將來的自行車也許將進入傻瓜式時代——新自行車非常穩定，也許小孩子和老人就會騎這種自行車，然後逍遙地逛街去嘍！

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