自行车不倒暗含玄机：自行车不倒暗含玄机

给自行车一个向前的力量，即使没有人骑它，如果自行车是笔直前进的，它就能前进一段距离而不歪倒。自行车为什么有自动保持平衡的能力呢？

转起来就不容易倒

对此，机械工程师们以为他们早已经了解得很透彻了。原因首先是自行车车轮转动提供的陀螺效应，然后是自行车转向轴（车把）与穿过前轮中心的垂直线有一定的夹角，这夹角削弱了自行车要歪倒的倾向。

先来解释一下陀螺效应。玩过陀螺的小朋友都知道，即使是头重脚轻的陀螺，一旦旋转起来，也是像跳华尔兹的舞女一样立着，不容易歪倒，好像重力对它不起作用似的。旋转中的陀螺，即使我们轻轻碰它，它也不容易歪倒。很多时候，我们即使把它碰歪了，它也要顽强地歪着身子旋转。从陀螺的特性我们可以看出，物体一旦旋转起来，惯性会让旋转的物体保持稳定的运动状态，不容易受到外界干扰的影响，物体的这种保持稳定旋转的性质就叫做“陀螺效应”。

对于自行车来说，自行车车轮一旦立着滚动起来，它就会稳定地滚着转动下去，不容易歪倒，除非有很大的外力影响，例如碰到大石头或遇到路面上的大坑等。如果路面光滑平整，它会自己前进很远的距离而不歪倒。

再来看第二个原因。自行车的后轮处安装有车架、车链、脚蹬、车座等，导致后轮处的重心比前轮低，因此，自行车的前轮容易受到重力影响而具有倾倒的倾向，但这种倾向通过车把传给后轮时，由于车把转向轴与重力作用线有一个夹角，根据三角关系计算，这个夹角越大，传给转向轴的作用力越小，因此，自行车的车把转向轴与前轮的重力线一般都有一个夹角，这可以削弱自行车倾倒的倾向。

颠覆传统的新自行车

自从自行车发明一百多年来，人们一直以为，车轮转动的陀螺效应和自行车转向轴向后倾斜，对于自行车的稳定最重要也最关键。自行车的设计者照着以上的思路工作，也想不出更好的设计款式，因为更花样的款式不一定符合自行车稳定原理，也就不实用了。

最近研究者才发现，上述最关键的因素竟然是无足轻重的，没有陀螺效应，没有转向轴的新款“自行车”同样能够稳定前行！

研究者设计的新“自行车”，前后轮都采用上下双层的小轮子，小轮子直径仅有5厘米左右，两个小轮子就像相互咬合的两个齿轮一样，当下层小轮子在地面上转动前进的时候，会带动上面的小轮子一起转动，这样，上下两个小轮子转动的方向就会相反（一个顺时针，一个逆时针），那么上下两个小轮子转动所产生的陀螺效应就会相互抵消，不会起到稳定“自行车”的作用。

此外，自行车的前后轮之间用金属杆相连。没有车把，但有一根长长的空心铁杆，铁杆一端固定在后轮处，另一端用一条较短的铁杆架在金属杆上，像大炮的炮筒一样指向前方，这铁杆可以用来推动自行车前进。新自行车设计上最重要的一点是，后轮处坠了一块很重的铁块，铁块固定在后轮处上下两个小轮子之间的位置上，比较贴近地面。这重重的铁块大大降低了自行车整体的重心，也使整体的重心位于后轮处。

这样一款没有陀螺效应、没有转向轴后倾的稳定效应的自行车，照样可以在推动下直立着稳定前行，比一般的自行车竟然还稳定。

新自行车不倒，奥秘何在呢？通过研究，人们发现，对于自行车来说，前轮处轻，后轮处重，最重要的是重心被压低了。有了这一点，车轮如何设计，车把如何设计都不重要了。

发现这一点很有意义，照着这个思路设计，将来的自行车也许将进入傻瓜式时代——新自行车非常稳定，也许小孩子和老人就会骑这种自行车，然后逍遥地逛街去喽！