你能在自行车上研究物理吗
自1817年自行车被发明以来,它一直是人类现有发明中最有效的交通工具它可以将你脚踏踏板的能量转化为前进的动能。脚踏自行车,物理无处不在。想要轻松研究物理?那就骑上自行车去兜兜风吧!
车轮是一辆自行车的灵魂,它所做的工作只有两个:首先将你双脚的蹬力传送到地面,让你得到前行的动力;其次车轮要减少与地面的摩擦,将自行车与地面的接触点尽可能缩小——如果你骑得很费劲,你需要给车胎打气了。充足的空气会让车胎变硬,从而减少着地点,让你骑的更快。
刹车也是自行车重要的组成部分。设想一下,假如你骑着一辆没有刹车的自行车在街道中穿行,那会有多危险!刹车是通过两个“小爪子摩擦车轮的边缘产生摩擦力,使车子减速。但根据力的传递性自行车的动能不会因此消失,他会转化为热能。在急刹之后你可以试着摸一下轮子的边缘,看看他有多热。
车把是一种杠杆,他是你容易控制车轮的转向。车把越宽,前轮越容易调节。不信,握着车把中心骑车试一试!很多人为是车把让自行车转向,但实际上车把只用于保持平衡。当你要左转时,你会先将车把向右微转,使你的身体重心倾向右边,随后你才能实现转向。这是所谓的反向转动。这种转动是你自学会骑车以来就掌握的。不要下意识地尝试这种运动,你很可能会因此而摔倒。
你也许曾注意过变速车层层叠叠的齿轮,恐怕仔细观察过它的人都会问:它是如何工作的?事实上看似复杂精密仅仅用作控制速度和力:最小的齿轮将你的脚转动一圈的力转换为后轮很多圈的力——适于平地行驶,用力更大而速度更快。最大的齿轮会将脚下的若干圈转动转换为后轮的若干圈力——力较小,速度也会变慢。
这就是我们常见的自行车,也许你并不相信你的眼睛,但事实就是如此,否则他们怎么能历经百年而仍为人们所使用呢?