【問題】腳踏車


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你的右手定則是指說角速度的方向嗎@@?

角速度的方向和該旋轉物體之間的關係是什麼??

垂直…吧= =a

是說為什麼腳踏車在停著的時候都要用腳撐著

但騎的時候不用撐著就可以平衡

又,跟角動量有什麼關係呢><

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角速度是在側面沒錯

用比較簡單的講法,假想車子在快倒之前的狀態,假設它和垂直方向偏了一個微小的角度a

那重力使車子倒的力矩就是 mg * sin a * 車子重心的高度,方向是往前的

靜止的車子要倒下,同樣也等於方向是往前的轉動

車子在騎的時候,有一個往左的角動量,同時受到往前的力矩,這邊可以發現力矩的方向和轉動方向正好垂直,所以這樣的力矩基本上只會改變轉動的方向,不會改變轉動速度,類似圓周運動,這種運動稱為進動。

你可以拿個硬幣讓他滾,觀察一下他倒下前運動狀態是怎樣的會比較清楚。但因為有摩擦力,硬幣最後會倒下,無摩擦力的進動可以參考地球的歲差現象。

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車輪行進的角動量向左,而重力施與的力矩造成一角動量變化△L向前或後,和原本角動量的向量和變成左偏前(單車向右偏時)或左偏後(向左偏時),一般的狀況因為原本的L = I * ω比例上遠大於△L,如此輪子的盤面還會是在立著的方向,只不過向左或右轉了一個角度。唯一讓車子倒下的情況就是慢下來, ω變小則角動量的變化相對就很大,剩下就是摩擦力的工作了。

至於硬幣倒下,只能意會,一時難以說明。

PS.可以買一本《高中物理進階200篇》(300篇期待中),裡面針對許多「疑難雜症」有不錯的說明。而不用翻大本的普物。例如進動、相位分析、刻卜勒相關推導......凡有記載皆可定性、定量的計算,凡沒有收錄的......要耐心等到300篇,或是《進階-高中物理進階200篇》

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