兒童搖擺車的原理

【專家解說】：大哥你這叫扭扭車吧 給些我查到的資料 在廣場上經(jīng)常能看到一種兒童玩耍的車，它的前進方式很特別，人坐在上面，只要扭動方向 盤就可以使它前進后退，非常好玩。我們平時看到的自行車，三輪車，無論你怎樣搖晃車頭，它 們也只是原地晃動，不可能前進半步。為什么在扭扭車上左右轉(zhuǎn)動方向盤卻能使它向前運動呢? 出于好奇，我們也買了一輛，回到家仔細觀察研究，發(fā)現(xiàn)扭扭車能前進是因為它特殊的結(jié)構(gòu)。 扭扭車又叫搖擺車，在正式申請專利時的名字叫兒童健身娛樂車。自從 2002 年問世以來， 由于它奇特的運動方式，立刻流行起來，甚至還有人把它評為“2002 年世界十大發(fā)明”。它一共 有三對輪子。前面一對轉(zhuǎn)向輪很小，懸在空中，僅僅在地面不平時起到避免碰撞車體的作用；最 后是兩個承重輪，人就坐在它們的正上方，它們承受著絕大部分的力，騎乘者的重力作用線也通 過它；處于中間的與轉(zhuǎn)向輪同軸的兩個輪子是主動輪，就是它們特殊的工作方式使車子前進的。 開始運動時，將車把轉(zhuǎn)向一邊，車把和主動輪焊接在一起是個整體，所以輪子也會轉(zhuǎn)向同一邊。 這時輪子將參與兩種運動：在軌跡的切線方向，輪子在轉(zhuǎn)動軸的帶動下有向后運動的趨勢， 地面給它的摩擦力沿切線反方向向前；另一方面，在指向圓心的方向，輪子做圓周運動，地面又 給它的摩擦力的效果提供向心力，方向指向轉(zhuǎn)動圓心。兩個摩擦效果合起來，對車產(chǎn)生向前的推 力，車子做加速運動。 當輪子轉(zhuǎn)過中心線后，由于切線速度的方向轉(zhuǎn)向切線前方，摩擦力會隨之轉(zhuǎn)向后方，阻礙車 子的運動。但車子已經(jīng)在開始階段積累了動能，它可以靠慣性繼續(xù)向前，這一段過程車子做減速 運動。接著當人向反方向轉(zhuǎn)動方向盤時，輪子的轉(zhuǎn)動方向開始向后，摩擦力向前，又開始重復前 面的加速過程。由此可見扭扭車是靠摩擦力前進的，它在運動中交替進行著加速和減速，不能像 其他車一樣一直加速，所以速度不會太快，很適合兒童車對安全的要求。這可能也是它能夠風靡 一時的原因之一。 看到扭扭車左右搖晃蜿蜒前進的樣子，我們可能會想到一種動物——蛇。所有的蛇都能以這 種方式向前爬行。爬行時，蛇體在地面上作水平波狀彎曲，使彎曲處的后邊施力于粗糙的地面上， 由地面的反作用力推動蛇體前進。我認為，扭扭車和蛇的前進方式在物理學上應(yīng)該是相同的。假 如不考慮人對蛇心理上的厭惡，不考慮它僅僅是一件兒童玩具，而僅僅考慮二者原理的相似，扭 扭車叫做“蛇行車”似平更合適