自行车中的物理原理
自行车 物理原理 结构 刹车 摩擦力
日常生活中有许多事物看似非常简单,但却涉及了许多深刻的物理问题,需要运用物理学原理去解释。通过对这些事物的分析研究,能够将物理学融入到实际生活中,拉近学生与物理的距离,提高学生的学习兴趣,并有助于培养学生发现问题、解决问题的能力,促进学生形成科学的思维方法。自行车是学生非常熟悉的一种交通工具,其中却蕴含了很多物理问题。下面通过探讨自行车中的几个物理问题,说明如何将物理知识与生活实际相结合,用物理知识解释生活中的现象。自行车主要由支撑架构、车轮、传动装置、转动装置和制动装置五个部分组成。它的每一个部分都包含着许多不同的物理问题。
一、 自行车的基本结构
自行车结构虽不复杂，但是每一部分的设计都有着丰富的物理原理。要研究自行车，首先要研究的便是自行车的基本结构。下面，我们通过图文结合的方式来了解下自行车的基本结构。
自行车的整体结构
自行车的前端
自行车的坐垫
自行车的前轮
自行车的牙盘
自行车中部的三角支架
以上这些结构当中的物理原理不计其数，在这里我们举了以下三个例子：
1、自行车的车座为何设计成马鞍型？
答：因为这样可以增大人与车座的接触面积，减小车座对人的压强，人骑车时感到舒服，骑车不易感到疲劳。
2、车坐下的弹簧有什么作用？
答：弹簧可以起到减震作用。
3、自行车的手把、脚踏板、轮胎等处，为什么会做有凹凸不平的花纹？
答：这些凹凸不平的花纹可以通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦。
二、自行车车轮的物理问题
(1)自行车的轮胎是圆形
圆形有一个其他几何图形所不具备的特点,就是无论它进行怎样的旋转,通过圆心及圆上任一点的距离永远相等。这样就可以保证车轮在运转的过程中,车轮的重心时刻保持不变,且其动力臂和阻力臂也时刻保持不变,这样自行车才能运行平稳。
(2)自行车轮胎用橡胶制成,并充满气体自行车的车轮是橡胶制作的,并且橡胶内充满了空气。橡胶具有弹性,橡胶内的空气可以形成一个气垫,这样做可以减少自行车运行过程中所受到的冲力,达到缓冲减震的目的。即使人在非常不平坦的路面上行进,也不会有特别颠簸的感觉。并且橡胶与地面的摩擦力也较大。
(3)自行车在运转过程中的受力分析当骑自行车或推自行车行走时,人和自行车对地面会有压力作用。轮胎和地面之间不光滑,因此自行车车轮与路面之间会有摩擦力存在。下面对自行车所受的摩擦力 进行分析。
①推自行车时前后轮的受力情况分析图2为向前推自行车时自行车所受摩擦力的受力分析图。在向前推自行车时,自行车的前后轮都按逆时针方向滚动,自行车的齿轮这时是不转动的,两个轮子同时都受到了向后的滚动摩擦力的作用。
②骑自行车时前后轮的受力情况分析自行车在向前平稳行驶的过程中,人的双脚用力蹬脚蹬,使后轮转动。这时轮胎和地面之间没有相对运动,这时的摩擦力可以看成是静摩擦力。当后轮转动时,后轮和地面接触的地方,就相对于地面有向后运动的趋势, 所以后轮所受摩擦力的方向向前,为自行车提供向前运动的动力。前轮原来的状态是静止的,由于车身的推动,使前轮相对于地面运动方向也向前,所以受到地面对它向后的滚动摩擦力。因此,前轮是阻力轮,它受到向后的滚动摩擦力,阻碍车的运动;后轮是动力轮,它受到向前的静摩擦力,是自行车前进的动力。如图3当自行车加速运动时,自行车后轮为自行车的行驶提供动力,它所受的摩擦力向前。同时前轮阻碍自行车的行驶,它所受的摩擦力向后。因此,在自行车加速的过程中,自行车后轮的摩擦力大于前轮的摩擦力和其他阻力之和。自行车自然进行减速时,人的脚停止蹬踏车轮,前轮和后轮同时受到向后的摩擦力,这时没有动力提供给自行车。自行车由于只受到摩擦力的作用,根据牛顿第二定律,速度逐渐减小。当自行车紧急刹车时,由于惯性人会感觉到身体有向前倾斜的趋势。刹车时应尽量使用后刹车或前后同时刹车。如果只使用前刹车,自行车的前轮停止运动,保持静止状态,而此时自行车的后轮,还在保持转动状态,由于惯性的存在,自行车的后半部分还存在向前的运动趋势,就可能导致人和车由于有向前倾斜的趋势而翻车。
三、变速齿轮中的物理原理
自行车的运动主要是将人脚交替对脚踏板的压力转化为车轮与地面的磨擦力，转化的重要部分是自行车的传动部分。
自行车的传动部分主要是由脚蹬“飞轮”、链条及后轮四部分组成。下面浅谈一下自行车传动部分的工作过程。
人在骑车时，两脚交替把脚蹬踩下“牙盘”转动，由于“牙盘”和“飞轮”的小齿和链条相互咬合，带动了后面飞轮的转动，自行车后轮向前运动，使自行车向前行驶。在新型变速自行车中，中轴链轮上有几个直径不同、齿数不同的齿盘
武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）
摘 要
随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。自行车测速仪能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程、时间、温度等物理量。本论文主要阐述一种基于霍尔元件的自行车测速仪的设计。
本文以STC89C54RD+单片机为核心，霍尔传感器测转数，实现对自行车里程、速度、时间、温度的测量统计，能将自行车的里程及速度用LCD实时显示。文章详细介绍了自行车测速仪的硬件电路和软件设计。硬件部分利用霍尔元件将自行车每转一圈的脉冲数传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送LCD显示。软件部分用C语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统硬件电路简单，子程序具有通用性，已达到设计目标。
从小学、初中、高中到大学乃至工作，大家都有写论文的经历，对论文很是熟悉吧，论文是我们对某个问题进行深入研究的文章。写论文的注意事项有许多，你确定会写吗？以下是我收集整理的共享单车的主题议论文，仅供参考，欢迎大家阅读。
随着“互联网+”的蓬勃发展，共享单车来解决交通拥堵的创新之举也随之应运而生。但随之产生的不良行为令人大跌眼镜，痛心疾首，引来一片骂声。
车始行，需搀扶。我们欣喜于做优秀事物的发展，所以我们要采取实际行动去保护他，不能在骂过之后，转身离开。
共享单车的出现令人联想到之前的“小红伞”行动。小红伞只借无归的现象令“小红伞”行动宣布暂停。而如今共享单车大有继“小红伞”之危。
为什么在我国好好地办一件好事就这么难？
有人把这归因于国人的道德水平低。我认为如此简单随意的结论是不负责任的。我国经历改革快速发展时期，难免会有“身体走在前面，灵魂落在后面”现象的发生。况且，我国的公益行动少之又少，难免会有争抢的事情的发生。
只有切实缓解了百姓的心情焦虑，共享单车才能走得长远，并以此为跳板，提升我国公民的道德水平。
尼采说：“凡存在必有理由。”在共享单车蓬勃发展的过程中，的确存在一些不合理措施导致不良行为的出现。一些商家为了尽早夺得一个城市共享单车的占有率，大肆投放单车而没有经过良好的规划。这给本来空间就不多的城市带来管理问题，需要商家的悉心规划，和城市管理者的耐心管理。
尼采说：“当我们凝视深渊时，深渊也在凝视我们。”有人把共享单车当作照妖镜，他折射出我们社会人性的缺点、管理的不足等等。但我们现在要做的是着眼于眼前，加始行，需搀扶，莫让共享单车在一片骂声、指责声中黯然退去。如何处理好共享单车，考验着我们的智慧，也考验着我们的决心。
车始行，需搀扶。莫让“小红伞”的惨剧再次上演，我们整个社会都要行动起来，即使共享单车是“互联网+”下具有顽强生命力的事物，我们也不能掉以轻心，因为好的政策也需认真执行。
车始行，需搀扶！车始行，需君搀扶！
共享单车在中国各个城市火了。不到1个月时间，大街小巷已经随处可见他们的身影。这些只要扫一扫二维码就可以骑走的单车，解决了国民出行的最后一公里问题，赢得了不少国民的喜爱。目前，多家共享单车运营机构已在中国各个城市投放了超过数十万多辆共享单车，然而在数量飙升的同时，各种问题也日益突出。不少国民呼吁，共享单车虽然很便民，但是使用起来更要文明。
作为共享经济的一种新形态，共享单车已经越来越多地引起人们的注意。共享单车的亮点在于“共享”二字，他既意味着资源的共享，也意味着文明的共担。共享单车就是整合，整合也是节约，既方便自己也方便别人。通过科学统筹配置各种资源，既可使有限的资源发挥出最大效用，也可协调各方互通有无，避免重复劳动和无谓的浪费。如果多一些整合意识，注意统筹兼顾，在经济建设和社会发展中，我们可以减少许多浪费。的确，共享单车为人们出行提供了诸多方便，但也存在不少问题，最明显的就是随便乱停，以及共享单车变成了“私享”单车。
当然，任何新兴事物，都不可能是完美的，其实很多时候，大家都是在摸着石头过河，谁也不比谁厉害很多，大家都是在一个层次上探索，存在问题不可怕，关键是要坚持正确的方法论找到解决办法。不管是政府部门，还是共享单车运营方都要主动作为，及早出台管理办法，规范管理。如福州多家共享单车运营方采用信用奖惩的方式来管理乱停车的问题，乱停将扣信用分，当用户信用分较低时，就需要支付共享单车虽然很便民，但是使用起来更要文明。只要大家都秉持“人人为我，我为人人”的理念，共享单车，就是一种共享文明。
在这方面，深圳的做法值得效仿。针对共享单车乱停的问题，深圳明确界定了政府、企业及国民的责任和义务，并对自行车停放区域、用车秩序、停放要求、道路规划等方面作了说明，由公安交警部门、城管部门等有关单位按职责执法。深圳还建立了“深圳交警自行车用户诚信平台”，对于存在交通违法的单车用户，统一纳入平台黑名单中，共享单车企业依据黑名单的信息，调整用户信用分、提高车费，而交警部门也能通过企业的大数据对违规用户进行处罚，实现政企信息互通。
和任何新生事物一样，共享单车的发展，也要经过一个曲折的过程。正确看待共享单车这一新生事物，我们就能够对这一新事物的发展前景充满信心，在他不遵守相关非机动车交通法规时保持清醒的头脑，进行规范管理，在他遇到挫折时不是绕道走而是满腔热忱地支持他。他“像刚落地的娃娃，从头到脚都是新的”，是改变城市公共生活的.“互联网+”新事物，他的成长需要良好的水分、空气、温度、光照、土壤、春风等，而这些养分的提供，需要运营方、国民和有关部门各方共治、合力共推，用新思路解决新问题。
相信共享单车的出现，不仅能给国民带来便利，也能为共建共享社会带来新思路，新突破。
共享经济一词也许对我们来说是一个新词，在共享这一问题上也许我们需要拥抱共享经济，我们可能还没有做好准备，特别是文化观念上的准备。
按照经济学家的解释，共享是指“使用而非拥有”，是在不改变物品所有权前提下的分享模式，其优点在于使资源获得最大限度的利用。这种模式与我国当前努力推行的创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念恰相契合。顺应潮流又开风气之先的共享单车，自然而然地受媒体热炒、资本热捧，在短时间内取得了快速的发展。
新事物的超常规发展，往往会暴露基础的薄弱。共享单车频遭霸占、破坏的事实，就印证了这个道理。
首先，共享单车面临着制度支撑不足的尴尬。没有规矩不成方圆。共享单车要健康发展，离不开完善的内外部的制度支撑。从企业来说，共享单车运营公司要不断完善管理体系。比如，建立诚信用车的奖励机制和不当用车、无序停车的惩罚机制。从政府部门来说，对于适应发展趋势的新形式、新业态，应该扶持与规范并重，主动介入，制定规则，加强监管。对于扰乱道路秩序和城市管理秩序的乱停乱放问题，一方面要兼顾便民和城市管理两个方面利益，提供单车停放区域，另一方面，对于故意毁坏、窃取单车的行为，也要依法处罚，在维护企业利益的同时，放大警示效应。客观说，从媒体反映情况来看，这两方面做得都不够。
其次，共享单车面临着观念文化基础不牢的尴尬。大爷大妈将共享单车圈起来收看管费，孩子肆意破坏单车，这可能不单单是个别人私德缺失、私欲作祟的问题，而是反映出我们在公民素养和公德教育上还有薄弱环节。共享是“使用而非拥有”，共享的前提是对他人权利的承认和尊重。权利意识和诚信意识，是共享经济得以充分发展的观念根基，法治文化和诚信文化是共享经济繁荣发展的文化土壤。如果忽视了思想文化的土壤培育，共享经济的发展就会成为沙上建塔，共享单车的单兵推进就会夭折。这才是应对共享单车发展难题最需要直面的问题。
面对突出的新问题，不仅仅是提供国民个人素质这么简单，更关注到政府监管、社会监督等其他方面。今日关注的重点不仅仅只是共享单车这一新事物，日后与共享经济相关的其他新事物都会层出不穷。
我们期待中国未来的共享新生活。
