第八章自行車上的物理知識

自行車在我國是很普及的代步和運載工具。你知道自行車上有哪些物理知識嗎？下面我們來看一看。

一、自行車上的摩擦知識

常著眼於增大與減小摩擦兩個方面。

1、增大摩擦

自行車多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等。因為摩擦力的大小跟兩個因素有關：

壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大，摩擦力越大；接觸面越粗糙，摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋，這是通過增大自行車與地面間的粗糙程度，來增大摩擦力的，其目的是為了防止自行車打滑；

變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛。剎車時，剎皮與車圈間的摩擦力，會阻礙後輪的轉動。

手的壓力越大，剎皮對車圈的壓力就越大，產生的摩擦力也就越大，後輪就轉動的越慢。如果完全剎死，這時後輪與地面之間的摩擦就變為滑動摩擦力（原來為滾動摩擦，方向向前），方向向後，阻礙了自行車的運動，因此就停下來了；

2、減小摩擦

人們騎自行車總是希望輕鬆、靈活、省力。而用滾動代替滑動就可以大大減小摩擦力，因此要在自行車轉動的地方安裝鋼珠，如在車的前軸、中軸、後軸、車把轉動處及腳蹬轉動處等地方，都安有鋼珠。為更進一步減小摩擦，人們還常在這些部位加潤滑劑，使接觸面彼此離開，這樣就可以使摩擦力變得更小。

二、自行車上的槓桿、輪軸知識

1、自行車上的槓桿

⑴、控制前輪轉向的槓桿：自行車的車把，是省力槓桿，人們用很小的力就能轉動自行車前輪，來控制自行車的運動方向和自行車的平衡。

⑵、控制剎車閘的槓桿：車把上的閘把是省力槓桿，人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。

2、自行車上的輪軸

⑴、中軸上的腳蹬和花盤齒輪：組成省力輪軸（腳蹬半徑大於花盤齒輪半徑）；⑵、自行車手把與前叉軸：組成省力輪軸（手把轉動的半徑大於前叉軸的半徑）；

⑶、後軸上的齒輪和後輪：組成費力輪軸（齒輪半徑小於後輪半徑）。

三、自行車上的氣壓知識。

自行車內胎充氣：早期的各種輪子都是木輪、鐵輪，顛簸不已。現代自行車使用充氣內胎主要是使胎內的壓強增大，可以起到緩衝的作用，同時可以減小自行車前進的阻力。

氣門芯的作用：充氣內胎上的氣門芯，起著單向閥門的作用，只讓氣體進入，不讓氣體外漏，方便進氣，保證充氣內胎的密封。

四、自行車上光學知識。

自行車上的紅色尾燈，不能自行發光，但是到了晚上卻可以提醒司機注意，因為自行車的尾燈是由很多蜂窩狀的「小室」構成的，而每乙個「小室」是由三個約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時，當後面汽車的燈光射到自行車尾燈上，就會產生反射光，由於紅色醒目，就可以引起司機的注意。

五．自行車上壓強知識的應用

(1)、自行車車胎上刻有載重量。如車載過重，則車胎受到壓強太大而被壓破；

(2)、座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強，使人騎車不易感到疲勞。

六．自行車上簡單機械知識的應用

自行車制動系統中的車閘把與連桿是乙個省力槓桿，可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤；後輪與飛輪及龍頭與轉軸等。

七．自行車上功、機械能的知識運用

(1)、根據功的原理：省力必定費距離。因此人們在上坡時，常騎「s形」路線就是這個道理；

(2)、動能和重力勢能的相互轉化；

如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這裡是動能轉化為勢能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢能轉化為動能。

八．自行車上慣性定律的運用

快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，後輪為什麼會跳起來。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動，但車上的人和後輪沒有受到阻力，根據慣性定律，人和後輪要保持繼續向前的運動狀態，所以後輪會跳起來。

切記下坡或高速行駛時，不能單獨用自行車的前閘剎車，否則會出現翻車事故！