我的自行车钥匙曾经被刺入D-Lock的内部,使我的自行车卡在靴子外面。作为一名希尔大学的学生,我在第二天早上步行半小时步行到唐宁特的想法(直到伊曼纽尔学院的波特发现我在电话上哭泣,并为我露出了锁 – 救生员 – 救生员)。我们绝大多数人都在剑桥周围骑自行车,这是学生体验的重要组成部分。但是,您是否曾经停止了解自行车的工作原理,并欣赏这个看似谦虚的两轮创作背后的物理学?
“车轮走的速度越快,恢复力越强,使您正直”
它的机制非常简单。您的踏板,它使齿轮在您的脚上转动,它们拉动链条的链条,将后轮转动,然后离开。更换齿轮会改变齿轮的大小; COG越小,您每个踏板重新卷发的后轮旋转就越多。与大多数车轮一样,输入使车轮绕着轮胎和道路表面之间的摩擦进行摩擦,可以向前运动。
自行车与四轮汽车不同的地方需要平衡。静止,自行车会掉下来,但在移动时不会掉落,这是有原因的。尽管诸如转向调整和骑自行车者的质量中心等因素的结合,但主要的解释在于物理学的共同数量:角动量。就像典型的动量意味着对物体喜欢保持原样的方式一样(请注意牛顿的第一个运动定律:除非由产量由产量采取行动,否则对象保持恒定运动),角动量意味着旋转轮喜欢在同一轴周围保持旋转。这被称为陀螺效应,并通过提供平衡来阻止您从自行车上掉下来。车轮的速度越快,恢复力越强,可以使您直立。
“经典的O*福特物理面试问题问学生飓风旋转的方式。这不是一个棘手的问题”
自行车并不是角动量解释的唯一日常场景 – 它在各种有趣的故事中出现,尤其是通过其保护:一个不旋转的物体不能仅仅开始旋转。
猫的概念降落在四英尺上多年,因为它似乎违反了角动量的保护。正是在1960年代,美国国家航空航天局(NASA)意识到,如果您将猫建模为两个圆柱体,一个为背面,一个用于前部(平均物理假设),那么当猫从“ u”变成“ u”到’n’时,两个圆柱必须以相反的方向旋转,从而巩固了角动量和问题。
经典的O*福特物理访谈问题问学生飓风旋转的方式。这不是一个棘手的问题 – 他们在北半球逆时针旋转,并在南部顺时针旋转。这是因为地球在赤道上旋转得更快,因此向东弯曲的风将“弯曲”以节省其角动量,从而导致风暴以给定的模式形成。
因此,下次您上坡时,您将了解为什么必须将双手牢固地扎在车把上 – 车轮的行驶速度不够快,无法提供足够的恢复力,因此您本能地本能地依靠转向调整来防止脸部充满柏油碎石。而且,无论速度如何,都戴上头盔!