自行车在运动中如何避免翻车

第２１卷第５期高等函授学报（自然科学版）Ｖ０１．２１ＮＯ．５２００７年ｌＯ月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｅｒＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅＥｄｕｃａｔｉｏｎ（ＮａｔｕｒａＩＳｃｉｅｎｃｅｓ）Ｏｃｔｏｂｅｒ２００７文章编号：１００６—７３５３（２００７）０５—００３６（１３）一０２

自行车在运动中如何避免“翻车’’。

王楠１，黄致新１，王娟２

（１．华中师范大学物理科学与技术学院，武汉４３００７９

２．天津耀华滨海学校，天津３０００００）

摘要：本文利用理论力学方法分析了自行车在水平方向匀速运动、在水平方向加速前进、

在水平地面上刹车和下坡情况下刹车的动力学问题，讨论了在各种情况下如何避免翻车事件的

发生．

关键词：自行车；力矩；翻车

中图分类号：０３１３．２文献标识码：Ａ

自行车是我们在生活中很常见的交通工具，Ｆ胁＋ＦⅣ，一只＝０（１）你在骑自行车的过程中是否发生过轮胎离地的翻其中，Ｆ脯和ＦⅣ，分别表示地面对自行车后轮车事件呢？怎样才能避免翻车呢？本文将运用物理胎和前轮胎的支持力。Ｒ—ｍｇ，ｍ是自行车和骑学的有关知识对自行车运动过程进行研究。车人的质量。

我们以自行车后轮为了求出Ｆ腑和ＦⅣ，的大小，如果我们把作与地面接触点为原点，两用点选取在原点，则力矩的平衡方程为：轮胎与地面接触点的连一五Ｆｇ＋腰Ⅳ，＝０、（２）

线方向为ｘ轴，垂直于地由（１）、（２）式得到

面方向为Ｙ轴建立直角坐１一一

标系。设前轮和地面接触ＦⅣｒ＝—ｂ－－广；／－－：彳ｃｇ，ＦＮｊ＝争Ｆｇ（３）０）

点的坐标为（Ｚ，ｏ），自行代人数据得：

车和骑车人组成系统（我Ｆ№＝５２８．９８Ｎ；ＦＮｆ＝３５９．８８Ｎ们把这一系统看作刚体）图１２．在水平地面上加速运动

的重心坐标为（五，Ｙ。），该系统的质量为ｍ。ｚ＝当骑车人开始用力蹬脚踏板时，车后轮将对１．０６７ｍ，ｚ。＝０．４３２ｍ，Ｙ。＝１．１４３ｍ，ｍ＝地面施加一个水平向后的力。由牛顿第三定律我９０．７ｋｇｔｌｌ。在下面的讨论中我们将利用以上数据们知道地面将给后轮一个向前的力，在这个力的进行定量分析。作用下，自行车加速向前行驶。

当自行车在地面运动时，地面会对前后两轮由牛顿第二定律：ｃ

胎分别产生阻止其向前运动的一个较小的摩擦水平方向上：Ｆ一＝ｍａ（４）力，在讨论中忽略这一摩擦力。竖直方向上：ＦＮｒ＋ＦⅣ，一疋一０（５）１．在水平方向上的匀速运动其中，Ｆ，，表示后轮胎与地面间的摩擦力。

当自行车在水平路面上做匀速直线运动时，关于物体中心力矩的平衡方程为：

根据牛顿第一定律在竖直方向上满足方程：Ｙ，Ｆ一一ｚ。ＦⅣｒ＋（Ｚ一五）ＦＮｒ＝０（６）

＊收稿日期：２００７—０９—１１

作者简介：王楠，华中师范大学物理课程教学论研究生；黄致新，大学物理教育研究副教授；王娟。天津耀华滨海学校

物理教师。３６

万　方数据

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