自行车是常见的交通工具,这其中也存在着 很多的力学知识,如转轴的力矩问题,车刹 的合理性,框架的结实程度.在此就不一一 赘述了.
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回转运动
例 用手扶着静止的自行车不让倒下,把它左边的脚蹬放 在朝下的位置,如本题图所示.,这时用水平力向后推此脚 蹬,车子向前还是向后运动?脚蹬朝哪个方向转?解释你的 判断依据. 解: 设自行车齿轮传动的比例为N,即后轮 的角位移Θ是脚蹬位移Θ’的N倍.但中轴与后轴的平移是 相等的,这相当于有一与脚蹬 共轴的N倍大轮在虚拟的地面上滚.接触点为脚蹬的瞬心. 分析外力作用下的滚动方向,这等效线轴的小半径r(脚蹬 腿的长度),大半径为nr(R为后轮半径). 水平力T相对于瞬心产生顺时针力矩（如图）．
自行车上的力学
日常生活中的有趣问题
自行车中的摩擦力问题 自行车中的力矩杠杆问题 自行车中的回转运动 自行车中的功和能问题
摩擦力问题
在自行车上有的地方需要增大摩擦力,有的地方 需要减小摩擦力.而且不同地方的摩擦力方向也 各不相同. 自行车的外胎,车把手塑料套,踏板套,闸把套等处 均有凹凸不平的花纹以增大摩擦.刹车时,手用力 握紧车闸把,增大刹车皮对车轮钢圈的压力,以达 到制止车轮滚动的目的. 车的前轴,中轴及后轴均采用滚动轴承以减小摩 擦,在这些部件上,人们常常加润滑油进一步减小 摩擦.
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有这样的体会,自行车行驶 时是靠车把的微小转动来调节平衡的.譬如 车子 有右倒的趋势,骑车人只需将车把向 右方略微转动下,即可把车子恢复平衡. 这是由于转动的车轮产生的进动效果,即使 在重力矩的作用下,车子也不会倒下,而是 向右前进.
回转运动
以向后水平的外力拉脚蹬,车轮向后滚动,脚蹬却 向前移.
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瞬心
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功和能问题
骑自行车上坡前,人们往往要加紧蹬几下,使车的 速度(动能)增大,“动能冲坡”,以较大的动能转化 为较大势能,能够较容易到达坡顶. 而骑车下坡时,不用脚蹬,车速也越来越快,这是势 能转化为动能,动能不断增大,所以车速也不断增 大. 自行车的车梯上挂有一个弹簧，在它弹起时，弹 簧的弹性势能转化为动能，车梯自动弹起。
摩擦力问题
紧蹬自行车前进时，后轮受到的摩擦力方 向向前，是自行车前进的动力，前轮受到 的摩擦力方向向后，是自行车前进的阻力.
自行车靠惯性前进时，前后轮受到的摩擦 力方向均向后，这两个力均是自行车前进 的阻力。
力矩杠杆问题
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