Once Upon A Day 17 - 單車

說到「單車」你會想起甚麼?是陳奕迅的歌?是踏單車的回憶?還是學單車的經歷?作為一個修毒物理學的畢業生,我會想到-我們是如何平衡單車的呢?(沒救了......)

沒救的人又何只我一個,還有千千萬萬的物理學家,不過他們的問題比我更深-為甚麼行走中的單車懂得自己平衡呢?由單車發明至今約200年,這仍然是個未完全解決的問題。

從片段中可見,只要給予單車足夠的速度,即使讓它搖擺一下,過一段時間它又會重新平衡。科學家發現,每當單車傾斜,車頭自然會向傾斜的方向旋轉,使得單車的重心回到中軸,重新獲得平衡,所以車頭的轉向是讓單車自我平衡的重要因素,但又是甚麼因素讓車頭懂得轉向呢?其中包含很多原因,而科學家總括了其中最主要的三項因素。

  1. 前輪的軸心較車輪前
  2. 前輪的重量分佈
  3. 陀螺儀的推進原理

很複雜對不對?我也覺得很複雜,所以找到一段很好的短片解釋這三個因素(不過看完都只懂多一點點)。

雖然大概知道讓單車平衡的要素,不過最讓物理學家頭疼的是,我們至今仍然無法建立一套完整的數學模型,準確地預測甚麼設計可以令單車平衡或者失衡,似乎單車的平衡原理繼續會為物理學家帶來長時間的困擾。

Once Upon A Day: The challenge to write one thing I learned for the day.