Einkaufswagen in Supermärkten oder Gepäckwagen in Flughäfen haben unten 4 Rollen. Wenn Sie genau hinsehen, können Sie feststellen, dass die Achse und der Körper der Rolle nicht fest sind, sondern sich frei um die vertikale Achse drehen können. Da die Achse an der Karosserie befestigt ist, können die Lenkrollen nur geradeaus fahren und das Auto kann sich nicht drehen.
Außerdem kann festgestellt werden, dass, wenn Sie den Wagen nach vorne schieben, die Laufrollen immer der Rückseite der Drehwelle folgen. Wenn Sie von vorwärts auf rückwärts wechseln, dreht sich der Lenker plötzlich um 180° um die vertikale Achse, wobei er immer noch in der Position ist, der Rotationsachse zu folgen. Im Allgemeinen muss die Rollrichtung der Laufrollen mit der Vorwärtsrichtung übereinstimmen, damit sich der Einkaufswagen reibungslos bewegen kann. Sobald die Rollrichtung der Laufrollen nicht mit der Vorwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie übereinstimmt, erzeugt die Reibungskraft des Bodens ein Moment auf der vertikalen Drehachse vorne und drückt die Laufrollen in eine Position, die mit der Gehrichtung übereinstimmt.
Ähnlich wie die Rollen von Einkaufswagen haben Fahrräder ein ähnliches Phänomen. Wenn die Drehachse der Fahrradvordergabel zum Boden verlängert ist, liegt ihr Schnittpunkt mit dem Boden immer vor dem Kontaktpunkt des Vorderrads mit dem Boden. Wenn Sie den Wagen mit den Händen auf dem Sitzkissen nach vorne schieben, folgen die Vorderräder sehr brav der Fahrtrichtung. Wenn Sie den Wagen nach hinten schieben, sind die relativen Positionen des Vorderrads und der Gabel entgegengesetzt, und die seitliche Reibungskraft drückt in die entgegengesetzte Richtung, und das Vorderrad schwankt von einer Seite zur anderen.
Die relative Position zwischen der Drehachse der Vorderradgabel des Fahrrads und dem Kontaktpunkt zwischen dem Vorderrad und dem Boden spielt eine sehr wichtige Rolle beim Sicherstellen der Fahrstabilität des Fahrrads. Um diesen Effekt zu verstehen, kann ein spezielles Fahrrad so gebaut werden, dass der Schnittpunkt der Verlängerung der Drehachse der Fahrradgabel mit dem Boden hinter dem Vorderrad und dem Bodenkontaktpunkt liegt. Auf diesem speziellen Fahrrad wird das Fahrrad, egal wie gut Ihre Fahrfähigkeiten sind, nicht stabil sein.
Obwohl das Fahrrad seit seiner Erfindung eine mehr als 200-jährige Geschichte hat, ist es nicht einfach, die Mechanik zu erklären, warum ein stationäres Fahrrad beim Schieben umfällt, während der Fahrt jedoch stabil ist. Die oben erwähnte Position der Drehachse des Vorderrads ist ein wichtiger Faktor, der die Stabilität des Fahrrads beeinflusst, noch wichtiger als der Trägheitseffekt der Raddrehung.
