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为什么感觉推自行车上坡比骑自行车上坡更加省力?按理说骑自行车摩擦力更小啊?
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发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
为什么感觉推自行车上坡比骑自行车上坡更加省力?按理说骑自行车摩擦力更小啊?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
为什么感觉推自行车上坡比骑自行车上坡更省力呢?这里所说的省力其实不是只指用力的大小,省力是轻松的意思,是一种综合感觉,要轻松快乐就觉得省力。从坡底到坡顶,不管推和骑所做的功都是一样的。。。我们骑自行车上坡时有不同情况,如果坡度不大,匀速踏自行车并不觉得费力,如果稍为加速还觉得很轻松快乐。。。如果坡度大,用力踏的时候,轮子转得很慢,甚至停下来,吃力不讨好白费力,延长了上坡时间,增加了双脚受力的程度,失去轻松快乐的感觉。。。推着自行车上坡,车体轻很容易推,能匀速上坡,不会出现既用力又没有效果的情况,轻松快乐感觉更省力。
回答于 2019-09-11 08:43:50
非常感谢悟空的信任和邀请。
我们来做一下这两种情况的受力分析吧。
骑行上坡
我们可以假设人需要施加的力为f1,自行车可以看做是一个连续做力矩转换的杠杆,由于比例是固定的,比例系数为K。
假设我们保持匀速上坡,那么这个力的大小应该等于上坡的时候,是人受到的重重力m1g+自行车受到的重力合力m2g,沿着斜坡向下的分量,假设坡的角度为θ,则这个沿着斜坡向下的重力分量为(m1+m2)g*sinθ
由于摩擦力很小,骑行的时候,摩擦力主要是自行车系统摩擦力,而且这个力于重力沿着下坡的方向相同,这个力我们就忽略不计,于是可以得到。f1*k=(m1+m2)g*sinθ
推行上坡
我们依旧假设保持匀速上坡状态,这个时候,需要克服自行车的重力分力m2g*sinθ不变,但是人这个时候,由于是站在地面上,鞋底会跟地面产生摩擦,这个摩擦力的大小等于重力沿着斜面的分力,方向相反。我们看到,人对外输出的力量,变成了只要克服自行车的重力分力就可以了,即f1'*K=m2g*sinθ
所以有f1'<f1
换成人话就是:上坡时候,推车上行需要的力小于骑行上坡需要的力。
也不知道我说明白没,或者您已经看明白了。我是郭哥论道,一个致力于科普相对论、量子力学、计算机、数学,让深奥的科学理论通俗易懂起来、让科学更有趣、更有料的科普搬运工。
回答于 2019-09-11 08:43:50
老哥,看来你只是习惯了走路,并且你得看什么样的坡,小坡的话还是骑行比较舒服,大坡的话推车比较舒服,其实这东西得用物理学去好好计算计算,我是算不清楚了,还有既然你能问出这个问题,我看你也是个伪骑行者,三天热度吧
回答于 2019-09-11 08:43:50
因为四条腿比两条腿更容易上去。
你说的摩擦力小是针对下坡。
有人压在自行车上,而且是上坡,要更大的摩擦力克服阻力才能上去。
反之摩擦力小了就成了下坡后退溜下来了。
回答于 2019-09-11 08:43:50
是因为自行车变速盘的限制,山地车爬坡后边换到最大盘前面最小盘,一般的小坡还是骑车轻松,坡度变大扭矩变大,需要脚力增加,就不如推着省力,假如后面大盘可以无限制增加,不管多大坡度都是骑车更轻松
回答于 2019-09-11 08:43:50
平地蹬车有效做功行程单脚大约90度,双脚交替也只有180度。其余角度,车在滑行。上坡时,单脚做功行程增大到180度,双脚交替,也就是360度不能松脚。当然不如下车推了。
回答于 2019-09-11 08:43:50
骑自行车爬山就是克服重力的运动,自行车加上人的体重,肯定重力比一个人推车大了
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