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骑自行车上坡为什么比推着更累? 有无力学大佬用受力分
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海蓝星空srt
初中生
2
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骑自行车上坡为什么比推着更累?
有无力学大佬用受力分析啥的帮忙解答一下,为什么骑自行车上很陡的坡,要比推着自行车累的多。
感觉知乎的帖子里面没有几个分析的明白的。
送TA礼物
IP属地:吉林
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1楼
2023-05-31 16:11
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阿姨time
杰出青年
12
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自行车本质是一个增速减扭的装置,即腿部的扭矩会牺牲一部分转化为转速。上坡情况时重力沿坡道方向的分力最终会增加腿部对大盘的扭矩,要想维持转速自然就要增大对于大盘的力矩。而力矩增加的幅度则和车辆的增速减扭性质有关,理论上该值可以无限大(传动比趋于正无穷时),但推车上坡所需要的力一般可以看作常量即不会变化
IP属地:黑龙江
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2楼
2023-06-01 23:25
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2025-08-25 10:43:17
广告
不感兴趣
开通SVIP免广告
用证据说话
副教授
9
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大概就这几条原因。
一、先举个例子,平地上你骑自行车,是不是骑的越快肯定越累。这个不解释原因了,通俗说,你需要付出更大的力气做更多的功转化为自行车的动能。
明白这个道理后,再观察你骑自行车上坡,大家骑车的时候,自行车如果要保持平衡,必须要有个最低速度,速度不能很低,很低就翻车了。
但是,你推车时,速度可以很低,至少速度降低很多,你就减少很多力。
这本身就轻松多了,
二、这一条是关键。
骑自行车时,人是在车上,人本身就是个巨大负载,一下子多了很大阻力,也就是说人骑自行车还必须克服多了人自身的负荷。这个负荷可不小。一般成年人体重都要高于一辆自行车的。
但是推车时,只需克服自行车产生的阻力就行了,这一下少了很多负担,能少多少,你可以找个成年人试试。你让他坐车上推着上坡试试,能把你累死。
三、就是力的转化问题,自行车前进是靠力转化成力矩(或者叫扭距)输出给自行车主动轮的,
但是,人骑车时,脚蹬那个脚垫,那个半径很小,大概就是20公分左右,脚给一个力,作用在20公分长的脚蹬上,产生的力矩很有限。
问题时,脚产生力矩后,还得通过传动链条传到驱动轮上,因为自行车是个加速工具,他目的是速度增加,所以,主动轮齿轮小,导致速度变高,速度变高,必然导致传递给主动轮的力矩变小。
举个例子,假如脚蹬转一圈,自行车主动轮转3圈,速度变快了,但输出力矩就小。这个不难理解。
就类似开车似的,要想获得大的力,就必须降低速度,启动、上坡一般都是低速启动,就是为了获得大的输出动力。
自行车和这个相反,自行天生就是加速工具。
所以,人脚的输出扭距传递到自行车主动轮上时,这个扭距反而是变小了。
要想获得同样的效果,就必须用更大的力蹬自行车。
但是,人推车就不一样,人是推着车把,这个力直接作用到轮子转轴上,进而让轮子前进,这是相当于轮子绕接地点转动,这个力矩相当于“力×轮子半径”,这个力矩要大的多。
也就是说,同样的力,推车时,对自行车产生的力矩更大。
但是,如果推着自行车,人的手在手把上,
IP属地:河南
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3楼
2023-06-02 00:11
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你问我就对了
长江学者
13
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谈论科学,首重定义。
先定义 更累 (什么速度下?除掉速度因素了吗?)
坡不陡,其实还是可能比较不累。
维持平衡需要能量
IP属地:中国台湾
4楼
2023-06-02 06:57
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海贼王你当了吗
博士
6
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高三生试论:因为除了要让人增加能量外,还要为车提供能量,如果骑与不骑时每时每刻速度一样,前者瞬时功率更大,肌肉就会更累
IP属地:黑龙江
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6楼
2023-06-06 16:59
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不抽烟少喝酒90
小学生
1
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好文章请关注微信公众号 正能量空间
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7楼
2023-06-06 21:19
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