骑自行车时人是如何保持自行车平衡的？

Question

如题所述

Answer 1

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。
　　
　　但是高速骑车时，会感觉车子比刚刚起步的时候稳定，这又是为什么呢？
　　
　　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。
　　
　　一般而言，车子前叉越后倾，车子越稳定，但转动车把越费劲；而后倾角度小，转把较容易，但车子的稳定性不够。但如果自行车完全没有前叉后倾，那么，骑自行车会是一件很痛苦的事情

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。本回答被提问者采纳

Answer 3

简单说就是惯性或者说是离心力的作用吧。。
当你人整体往右倒的时候，如果你的车把还是保持水平也就是前轮不改变方向，那你肯定会往下倒。
但只要你把车把往右一转，行驶轨迹就变成圆周运动，提供一个向另左侧的离心力来帮助你稳定。
离心力F=mv2/r，对于同样大小的离心力和质量，速度越快，所需要的r就越大，r越大表示你运动的圆周半径越大，曲率越小。这意味着你车速越快，车把往右转的角度就可以很小，而你车速越慢，车把改变的角度就越大。
更复杂的还有很多，比如你身体姿态的改变会带动整体质心变化，通过该方法也能保持一定平衡。

Answer 4

他们说的都很勉强解释。自行车为啥能保持平衡,看似简单的问题却已经困扰科学家两百年了。无法确定最终答案。因为好多解释都被推翻了。1离心效应，陀螺效应还有脚蹬等。全部被推翻，不过都可以勉强解释一下，但是不能作为依据。

Answer 5

简单点说就是 车把