Question

自行车为什么在行驶时不会倒，而一停下来就会倒呢？

最近学物理，突发奇想有了这个问题，望广大朋友回答

Answer 1

1.陀螺效应,一个高速旋转的陀螺也是可以平衡的,两个轮子的高速旋转更为平衡 2.自行车的平衡首先来自于骑车人腰部的肌肉。熟练的骑车人，其身体形成自动的条件反射，当自行车稍微倾斜倒下时，人的身体会感受到，腰部肌肉会自动动作，把身体拉向另一侧，形成的反向力矩促使车身抬起。我们学习骑自行车，也就是训练身体的肌肉完成这种条件反射，而一旦学会，这个控制回路就保持在小脑中，随时可以启用，许多年也不会忘记,如果骑个把很死的车子时间常会感觉到腰很酸 3.自行车本身的平衡机制，来自于前叉后倾。我们可以观察到，几乎每辆自行车的车把轴，都不是与地面完全垂直，而是后倾的。由于前轮是固定在车把的前叉上，因此又叫前叉后倾。前叉后倾，使车辆转弯时产生的离心力其所形成的力矩方向，与车轮偏转方向相反，迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。这样，车子就有了自动回正的稳定性。车速越快，所造成的恢复力矩越大，骑车人就越感到稳定。这就是高速骑车时，会感觉车子比刚刚起步的时候稳定的原因。

Answer 2

运动中的“人-车”系统具有一定的速度，“摔倒”在物理上是“人-车”系统的运动速度改变方向，而速度方向的改变必须有一个系统外的加速度，由于在骑车的过程我们找不到这样的一个加速度，所以系统的速度方向不会变化。所以不会摔倒。至于微小的震动在下文分析。
接着下来的问题是，这个“人-车”系统的平衡是如何实现的?
其实，人扶着自行车的时候，这个系统已经是平衡的了(假设匀速行走)--人车的重力、支持力、摩擦力、空气阻力的合力为零。车由扶着推着变成行走，对于整个人车系统来说只是由速度较小的匀速运动连续过度到速度较大的匀速运动而已(期间的变力的加速度由人的姿势和不断变化的阻力和摩擦力所抵消而实现保持平衡)。至于上车前后的摇摆，只是人通过调整姿势来调整整个系统的质量分布来实现新的平衡，也就是消除支撑点变化所带来的不稳定。
严格来说，人的走路是一个重心不断变化的近似匀速的变速运动--我在此定义为“微变速运动”。
人推车时也是一个“微变速运动”。
骑车的时候，人车系统也是一种加速度很小的“微变速运动”，严格说来，人车系统不是处在平衡状态，而是加速度很小且不断变化的大致上的“平衡”状态。
在上车前后，人车系统的加速度相对比较大(其实也不大)，人和车各自的质量分布在较“剧烈”地变动，但整个人车系统是保持“微变速”平衡的。
运动中如果有一些小震动，人可以通过调整姿势来实现新的平衡。在高速转弯的时候，人和车都是倾斜。
另外，自行车与地面是两个小面接触，不是点接触。
另外，车静止，没有人扶的时候跟人车系统运动时相比，质量较小、速度为零，接触面较小。所以一个小小的干扰都会使重心投影偏离支撑面--而自行车又不会像人那样调整姿势。而人车系统速度大了，质量大了，支撑面也大了一点点。
外扰的加速度在人车速度方向上的投影--加速度分量--对较大的人车速度的改变是极小的。也就是说，系统的速度大了，相对地，它的抗干扰能力就强了。这不是惯性的问题。
一楼的错误在于:把力作为维持平稳的因素。
二楼指出了一楼的错误，但没有具体解释陀螺仪具有高度的保持动态平衡能力的原理:第一，它的形状具有大的转动惯量，第二，速度越高“抗干扰能力”越强。
请问四楼，第三个点是从天上掉下来的么?
五楼的问题在于:
1、那个所谓向后的摩擦力加速度是不会打破车子的平衡的。
2、“保持惯性”的说法不科学、错误。惯性只跟质量有关，什么时候都有的，不用谁去保持它，你想消灭它也不可能。
3、“无法保持前进的惯性”跟车倒没有任何的因果关系。

Answer 3

半径很大的圆周运动，重力和向心力合力平行于车身，所以倒不了，楼上说那么多说明白了吗？