骑电车拐弯时要倾斜,主要有以下几个原因:
提供向心力
- 当电车拐弯时,需要一个向心力来改变运动方向,使电车沿着弯曲的路径行驶。根据向心力公式F(其中F是向心力,是电车和骑车人的总质量,v是速度,r是拐弯半径),在速度v和拐弯半径r一定的情况下,质量不变,所需的向心力F是确定的。
- 骑车人通过倾斜车身,使得地面给电车的支持力N与重力g的合力来提供这个向心力,合力的方向指向拐弯的圆心,从而使电车能够顺利拐弯。如果不倾斜车身,就没有足够的力来提供向心力,电车就难以按照期望的路径拐弯,可能会冲出弯道。
保持平衡
- 电车在直线行驶时,重力作用线通过车轮与地面的接触点,车辆保持平衡。但在拐弯时,如果车身不倾斜,重力和地面支持力会形成一个使电车向外倾倒的力矩,导致电车失去平衡。
- 当骑车人将车身向弯道内侧倾斜时,重力和支持力的合力可以通过调整倾斜角度,使合力的作用线重新通过车轮与地面的接触点,或者使这个合力产生的力矩与离心力产生的力矩相互平衡,从而保证电车在拐弯过程中的平衡状态,让骑车人能够稳定地控制电车。
减小侧滑风险
- 拐弯时如果车身不倾斜,车轮与地面的摩擦力主要是滚动摩擦力,而当需要提供向心力来拐弯时,如果仅依靠滚动摩擦力来提供,这个力的大小是有限的,当速度较快或拐弯半径较小时,滚动摩擦力不足以提供所需的向心力,电车就容易发生侧滑。
- 倾斜车身可以使车轮与地面之间产生一个侧向的摩擦力分量,这个侧向摩擦力能够更好地提供向心力,并且可以在一定程度上抵抗电车向外滑动的趋势,从而减小侧滑的风险,使拐弯更加安全稳定。