为什么自行车能动?它的原理是什么?
自行车由25个基本部件组成,其动力来源于“脚踩踏板”,再通过杠杆、齿轮、链条等装置,将动力传递到车轮上,车轮与地面接触产生摩擦力,在引力、动力、惯性的作用下,只要不断地踩动踏板,自行车会向前一直走
自行车的构造
随着技术的不断发展,自行车的结构发生了很大变化, 根据人们的需求、性别等研发出了普通自行车、女式自行车、变速自行车、山地自行车、公路比赛自行车等等。但有一点毋庸置疑,不管自行车的种类有多少,它最基础的核心部件为25个,其中包括车架、轮胎、脚踏板、刹车、链条、齿轮传动装置、车铃、车座等等。
如果按照其功能来划分,主要可以分为导向(车把、前叉、前车轮等)、驱动(脚踏板、齿轮和链条)、制动(前后车闸)三个系统。一辆可以正常行驶的自行车,都必须具备这三个系统,前文中提到的所有自行车类型,也只是在这三个系统之上改良而来。
自行车的动力来源
自行车的动力来源于“驱动系统”,驱动系统的部件包括脚踏板、杠杆齿轮、链条、后轴齿轮等等,当自行车处于运动状态时,人体会对脚踏板循环、重复施加动力,动力通过杠杆驱动齿轮,齿轮将动力传输给链条,链条作用在后轴齿轮上,最终带动后轮转动。
所以,自行车的动力来源于人“施加在脚踏板上的力”,一些结构特殊的自行车,会为杠杆齿轮、后轴齿轮配备多套齿轮,通过特殊的开关调整前后轴齿轮的周长和轮齿数量,让人们可以骑着自行车行走在不同路况的道路上。
自行车行走的原理
在说自行车行走的原理之前,不得不提到惯性,物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质被成为“惯性”,惯性是物体对自身运动状态变化的一种阻抗程度,而质量是决定物体惯性大小的重要因素,作用在物体上的外力越大,惯性越大,反之亦然,当物体处于静止状态时,惯性为零。
前文中大致说了一下自行车的构造和动力来源,接下来再说自行车行走的原理,地球会对任何有质量的物体施加引力,以自行车为例,自行车在引力的作用下会紧贴地面,基于自行车“圆形车轮”的构造,自行车很难直立在路面上,当人们对自行车的驱动系统施加力时,会对车轮施加一个向前行走的动力,在引力、重力、惯性的三重作用下,以及轮胎对地面产生的摩擦阻力,就会推动自行车向前走。
此外,如果自行车的轴承为双向轴承,当人们“倒着蹬脚踏板”时,自行车同样可以往后走,因为施加力的方向发生了改变,前进的方向也会发生改变。