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摩托车转弯的时候为什么要侧顷身体,什么物理

2021-09-30 21:59404
admin 

因为不侧倾就会翻车。

先从比较偏直觉的方式来回答。转弯的时候,由于人、车都还有维持之前直线运动的趋势,即「惯性」,所以在车手看来,会有向圈外的一个「力」,而车轮本身有摩擦力,所以如果不侧倾身体,就会向外翻出去。

而严格一点,就要分析一下受力了。车手的参考系是一个旋转的参考系,要引入惯性力,这个力与物体的质量、加速度成正比。我们知道,维持物体旋转所需的向心加速度∝速度的平方 / 回转半径。所以车速越快,需要平衡的向心加速度就越大。摩托车比赛的速度比一般自行车的要大得多,所以侧倾程度也大得多。

车手在旋转参考系(自身系)中,有两个平衡因素(只在自身参考系平衡,因为自身参考系是非惯性系),一个是质心的平动平衡,一个是旋转的力矩平衡。由于引入的惯性力可以看做垂直于引力,所以其一般不参与垂直方向平衡的计算。但是这里需要有静摩擦力来平衡惯性力,这时对于轮胎的总摩擦力的要求其实是增加了的,所以很多赛道会在转弯处修的有倾角,用以辅助提供向心力。

另一个是力矩平衡。这里可以看成是轮胎与地面就像有铰链连接的一样,引力、惯性力,要平衡。形象一点的说,就是引力与惯性力的合力要与车身平行。这样就可以直接计算速度与倾角的关系了——虽然车型、车重各不相同,然而关系是已知一样的,角度是:

比如一个半径50米的赛道,车速80km/h,其倾角就是四十五度。