大家好，今天小編關(guān)注到一個比較有意思的話題，就是關(guān)于機械循環(huán)特性是什么原理的問題，于是小編就整理了1個相關(guān)介紹機械循環(huán)特性是什么原理的解答，讓我們一起看看吧。
自行車為什么會保持平衡？
自行車的平衡首先來自于騎車人腰部的肌肉。熟練的騎車人，其身體形成自動的條件反射，當(dāng)自行車稍微傾斜倒下時，人的身體會感受到，腰部肌肉會自動動作，把身體拉向另一側(cè)，形成的反向力矩促使車身抬起。我們學(xué)習(xí)騎自行車，也就是訓(xùn)練身體的肌肉完成這種條件反射，而一旦學(xué)會，這個控制回路就保持在小腦中，隨時可以啟用，許多年也不會忘記。
但是高速騎車時，會感覺車子比剛剛起步的時候穩(wěn)定，這又是為什么呢？ 自行車本身的平衡機制，來自于前叉后傾。我們可以觀察到，幾乎每輛自行車的車把軸，都不是與地面完全垂直，而是后傾的。
由于前輪是固定在車把的前叉上，因此又叫前叉后傾。前叉后傾，使車輛轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的離心力其所形成的力矩方向，與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反，迫使車輪偏轉(zhuǎn)后自動恢復(fù)到原來的中間位置上。這樣，車子就有了自動回正的穩(wěn)定性。車速越快，所造成的恢復(fù)力矩越大，騎車人就越感到穩(wěn)定。這就是高速騎車時，會感覺車子比剛剛起步的時候穩(wěn)定的原因。
一般而言，車子前叉越后傾，車子越穩(wěn)定，但轉(zhuǎn)動車把越費勁；而后傾角度小，轉(zhuǎn)把較容易，但車子的穩(wěn)定性不夠。但如果自行車完全沒有前叉后傾，那么，騎自行車會是一件很痛苦的事情。
對自行車的“溺愛”可能不光是你從荷蘭看到的高普及率，同時，那里熱愛自行車的工程師還非得打破砂鍋問到底，十分***地挑戰(zhàn)我們固有的觀念——關(guān)于自行車是怎樣保持平衡的，即使在我們的愛車一直被擠被蹭。
這個研究團隊發(fā)現(xiàn)正是一些我們之前不能察覺的因素使自行車不倒，而且做出了一大批不同尋常的新設(shè)計，它們按我們常規(guī)思考是不可能保持穩(wěn)定的。
“我們相信要提升自行車的操控性，還是有空間的” Arend Schwab說，這是一位來自德爾福特大學(xué)（Delft University）在工程力學(xué)領(lǐng)域的專家。
一輛傳統(tǒng)的自行車在行駛過程中總是非常的穩(wěn)定。即使沒有駕駛者，它也能滑動相當(dāng)長的距離而不傾倒。早在1910，科學(xué)家認(rèn)為自行車的穩(wěn)定性靠的是前輪，它有著想陀螺一樣的功能。當(dāng)轉(zhuǎn)輪開始傾斜，它會讓龍頭順著傾斜方向轉(zhuǎn)動，牽著車體走出一條曲線保持直立。
在1***0年，D***id E.H. Jones，一名來自英國帝國化工集團（ICI）的一名光譜分析家，為了驗證上面的解釋，他嘗試制作了一輛不能騎的測試自行車。他在后輪的車架上安裝了一個附加輪以抵消陀螺效應(yīng)。這樣的自行車只是穩(wěn)定性變差了——還不至于不能騎，雖然當(dāng)初沒有設(shè)計把手。
Jones 嘗試尋找其他的穩(wěn)定效應(yīng)來解釋，最后得到一個結(jié)果，與購物車的腳輪的原理接近。當(dāng)你扶著一輛車，推它向另一邊，重力會使輪子轉(zhuǎn)向。這個“軌道效應(yīng)”是基于前輪位置與連接輪子和把手的“操控軸”存在有相對的夾角。Jones發(fā)現(xiàn)，只要把輪子前推幾英尺，一般的自行車就會失去穩(wěn)定性。
這篇論文發(fā)表在《今日物理》（Physic Today）上，描述了這些實驗。它被廣泛地閱覽，而且也傳到美國科瓦利斯一所高中。在這里上學(xué)的Ore. Jim Papadopoulos還是一名競技自行車運動員。當(dāng)時的他對數(shù)學(xué)還沒有什么認(rèn)識，知道研究生階段，這開始困擾他了。
我來說幾句。
自行車的平衡主要是要做到左右平衡即可，因為前后各有一個輪子，有兩個支點，自然不太可能前后翻倒。
而左右平衡是怎么做到的呢？
如果自行車不向前開，一般人原地是很難平衡的，只有受過特殊訓(xùn)練的雜技演員才能做到。
所以，自行車為何平衡本質(zhì)上的問題就是，為何前進的自行車不會倒。
實際上騎自行車的人會發(fā)現(xiàn)，騎行時，會不斷的向左前方和右前方晃動，就是說，騎行的過程就是人通過動作的調(diào)節(jié)，讓左右晃動的力轉(zhuǎn)化為向前的力，從而達到了平衡。
可能很多人還是不是太明白。簡單的說，就是，騎行的人右腳向右蹬時，力朝向右前方，身體會向右傾斜，與此同時為保持平衡，會立即向左蹬腳，從而抵消了向右的斜力并使力向左，然后就右蹬腳，形成循環(huán)。
如果還是不明白，我再簡單的說，騎行就是不斷向左斜前方和右斜前方交替用力，從而達到了左右的平衡和向前進的力。學(xué)過高中力的合成與分解的話，應(yīng)該看得懂。
物理學(xué)家拿出一個陀螺，放在地上轉(zhuǎn)一下，并開始用鞭子使勁抽打它，隨著陀螺越轉(zhuǎn)越快，陀螺也像不倒翁一樣，雖然只有一個尖著地，卻左右搖擺而不肯倒下。這就是陀螺效應(yīng)：旋轉(zhuǎn)的物體有保持其旋轉(zhuǎn)方向（旋轉(zhuǎn)軸的方向）的慣性。
陀螺只有一個旋轉(zhuǎn)方向，已經(jīng)很穩(wěn)定了。而自行車有2個輪子，顯然自行車輪子在高速旋轉(zhuǎn)的時候，會使自行車更穩(wěn)定。因此，騎車人撒開車把也不會倒下。
但遺憾的是，這并非一個合理的解釋。
陀螺效應(yīng)在保持自行車穩(wěn)定中也許起到不可忽略的效果，但是，如果自行車單單憑借陀螺效應(yīng)保持穩(wěn)定，那么，初學(xué)者也應(yīng)該在高速騎車時不會倒下。但是，2個陀螺似乎并不足以支撐騎車人重達幾十公斤的身體的傾斜。剛學(xué)習(xí)騎車往往會摔得很慘。從另一個方面看，騎獨輪車的雜技演員由于車速很低，甚至車輪完全停止轉(zhuǎn)動，則基本無法依靠陀螺效應(yīng)保持平衡。
自行車的平衡首先來自于騎車人腰部的肌肉。熟練的騎車人，其身體形成自動的條件反射，當(dāng)自行車稍微傾斜倒下時，人的身體會感受到，腰部肌肉會自動動作，把身體拉向另一側(cè)，形成的反向力矩促使車身抬起。我們學(xué)習(xí)騎自行車，也就是訓(xùn)練身體的肌肉完成這種條件反射，而一旦學(xué)會，這個控制回路就保持在小腦中，隨時可以啟用，許多年也不會忘記。
但是高速騎車時，會感覺車子比剛剛起步的時候穩(wěn)定，這又是為什么呢？
自行車本身的平衡機制，來自于前叉后傾。我們可以觀察到，幾乎每輛自行車的車把軸，都不是與地面完全垂直，而是后傾的。由于前輪是固定在車把的前叉上，因此又叫前叉后傾。前叉后傾，使車輛轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的離心力其所形成的力矩方向，與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反，迫使車輪偏轉(zhuǎn)后自動恢復(fù)到原來的中間位置上。這樣，車子就有了自動回正的穩(wěn)定性。車速越快，所造成的恢復(fù)力矩越大，騎車人就越感到穩(wěn)定。這就是高速騎車時，會感覺車子比剛剛起步的時候穩(wěn)定的原因。
一般而言，車子前叉越后傾，車子越穩(wěn)定，但轉(zhuǎn)動車把越費勁；而后傾角度小，轉(zhuǎn)把較容易，但車子的穩(wěn)定性不夠。但如果自行車完全沒有前叉后傾，那么，騎自行車會是一件很痛苦的事情。
自行車其實是相當(dāng)復(fù)雜的力學(xué)體系，而汽車的前輪定位更加復(fù)雜。有主銷內(nèi)傾、主銷后傾、前輪外傾和前輪前束，這保證開車的時候車子盡可能穩(wěn)定，但又減少輪胎的磨損
根據(jù)物理規(guī)律、生活中觀察和總結(jié)，得出結(jié)論，凡達到一定速率的作圓周運動的自旋物體，都有一定的自平衡維持功能，比如單點觸地的陀螺，在一定的轉(zhuǎn)速下，維持旋轉(zhuǎn)而不倒地，具體原理只有物理大神能解釋清楚。
到此，以上就是小編對于機械循環(huán)特性是什么原理的問題就介紹到這了，希望介紹關(guān)于機械循環(huán)特性是什么原理的1點解答對大家有用。
