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求教自行車運動原理
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騎獨輪車從靜止到加速到V1勻速運動，然后再加速到V2，再勻速運動。 分析這個過程中輪子受力變化情況 |
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1, 滾動摩擦很小，但是不為零。原因是橡膠彈性變形并非完全彈性的，變形過程中介質(zhì)內(nèi)部有能量損耗，彈性恢復(fù)的時候變形量雖然完全恢復(fù)，但是恢復(fù)力略有虧損。此外地面的變形也可能有非彈性變形，也會損失能力。想象一下橡皮泥做的輪子無法有效滾動，或者在泥地，沙地內(nèi)的滾動，都是損耗很大的。損耗小極端情況是類似火車的輪子和軌道，雙方都很強(qiáng)，變形量小，彈性大，損失小。 2，這里不涉及向心力問題。把車架空，輪子也能轉(zhuǎn)動對吧？向心力離心力這些詞別亂用。下面不嚴(yán)格地用這兩個詞。離心力會導(dǎo)致輻條和輪圈向外甩，也就是輻條有變長的趨勢，但是畢竟是鋼材，離心力和其他靜力相比是很小的，引起的變形也是很小的。一個圓環(huán)轉(zhuǎn)動時趨向于變大，那么輪周就會張緊，沿著圓周處處存在的張力大部分抵消，小部分橫向分力（周向的橫向就是徑向，指向圓心）形成向心力，以滿足圓周運動的受力條件。自行車的運動一般不考慮向心力問題。如果輪周很弱，比如像拉面條，高速轉(zhuǎn)動會導(dǎo)致輪圈變大解離；但是車輪承力的其他要求比這個要求高得多，沒人會考慮離心力是否對材料有威脅。極端條件下，比如高速離心機(jī)設(shè)計，是會考慮離心力大小和離心筒的強(qiáng)度剛度是否夠用。但是那是高速離心機(jī)啊，各種車輪都的轉(zhuǎn)速相比都是低的不予考慮的。 |
22樓2013-07-01 15:58:30
27樓2013-07-02 12:12:07
28樓2013-07-02 12:18:17
4樓2013-06-29 12:54:36
5樓2013-06-29 12:54:52
6樓2013-06-29 15:25:03
7樓2013-06-29 19:35:03
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zuijianwudi(金幣+1): 謝謝參與
zuijianwudi(金幣+1): 謝謝參與
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自行車的受力我想應(yīng)該就是所受地面摩擦力和人對齒輪用力而轉(zhuǎn)化為對輪子的牽引力！ 由于單輪車（單輪即驅(qū)動輪），故此處只有一個地面對輪子的滾動摩擦阻力（滾動摩擦阻力大小始終與單輪對地面的壓力成正比）！利用牛頓第二運動定律很簡單就能分析受力：加速過程中牽引力大于摩擦力，勻速過程中牽引力等于摩擦力！ 樓主此處貌似條件不夠！但樓主的題目似乎是在問為何自行車能夠向前勻速或加速運動，如果的確如此，那就需要考慮輪子的鋼絲在旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的分別向兩側(cè)的力實現(xiàn)平衡，從而使得單輪車能夠向前而不向兩邊傾倒！ |
8樓2013-06-29 20:18:15
9樓2013-06-29 22:33:43
10樓2013-06-30 02:07:10
12樓2013-06-30 15:55:19
13樓2013-06-30 15:57:20
14樓2013-06-30 19:38:42
15樓2013-06-30 21:19:38
16樓2013-06-30 21:21:39
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leongoall: 金幣+10, 鼓勵認(rèn)真回帖！ 2013-07-01 02:14:18
leongoall: 金幣+10, 鼓勵認(rèn)真回帖！ 2013-07-01 02:14:18
| 還要怎么詳細(xì)？！鏈條和飛輪連結(jié)，鏈條對飛輪的作用力不通過軸心；輪子還受到車軸的支持力，地面的支持力，分布重力，合力為零，所以輪子不會向上向下向任何方向平動，畢竟軸在那里限位著呢。但是鏈條對飛輪有凈力矩，力矩引起飛輪的轉(zhuǎn)動加速度，飛輪通過輪心，輻條，傳遞力矩給整個輪子，輪子獲得轉(zhuǎn)動加速度，轉(zhuǎn)速從0開始增加；輪胎對地面有相對運動趨勢，地面給輪胎摩擦力向前，輪胎把力傳給輪子，輻條，輪心，車軸，車架，駕駛員，作為整體大家都獲得向前的平動加速度，輪子轉(zhuǎn)速逐漸增加的同時，整體也開始向前平動；輪胎和所有結(jié)構(gòu)在傳力過程中有彈性變形，但是變形量很小，所以平動相對于轉(zhuǎn)動有輕微的滯后，以提供各種彈性變形量。當(dāng)鏈條放松，驅(qū)動力矩消失，傳力矩過程和反向傳力過程的對應(yīng)的各種彈性變形恢復(fù)，除了各種靜止平衡時就存的的力之外的其他動力都消失，車輪按慣性轉(zhuǎn)動和平動，其他部件按慣性平動，整體進(jìn)入勻速運動階段。 |
» 本帖已獲得的紅花（最新10朵）
zuijianwudi17樓2013-07-01 00:38:45
18樓2013-07-01 00:43:08
19樓2013-07-01 00:44:38
20樓2013-07-01 02:14:53
21樓2013-07-01 08:30:47
23樓2013-07-01 17:18:13
24樓2013-07-01 17:19:27
25樓2013-07-01 22:28:47
26樓2013-07-02 08:17:26
29樓2014-11-20 16:57:12
簡單回復(fù)
諾亞方舟19652樓
2013-06-29 12:26
回復(fù)
zuijianwudi(金幣+1): 謝謝參與
2013-06-29 12:36
回復(fù)
zuijianwudi(金幣+1): 謝謝參與
easonchao11樓
2013-06-30 12:28
回復(fù)
zuijianwudi(金幣+1): 謝謝參與
Argentum潘30樓
2014-11-20 18:35
回復(fù)
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