问答 生活科学类－泥浆会甩到骑车人的后背吗？√欢迎扩展讨论，有金豆奖励√

muntzer

在泥泞的环境里骑自行车，恐怕大家很多人都经历过吧？

你注意过没有，这时，车轮往往会带出地面上的一些泥浆，并且会甩出来。

假设车轮上的挡泥板完好无损，正好挡住了车轮的上部半个圆。

大家分析一下，后车轮甩出的泥浆，会不会甩到骑车人的后背上？甚至，会不会甩到骑车人的头胸正面？——刮风的情况，暂时就不考虑了……

另外，为了简化分析，我们把挡泥板作用简化为：

只有车轮下半部的泥奖会被甩出去（挡泥板挡不住），而车轮上半部分的泥浆，即使甩出去也都被挡泥板没收。

  

图画得不好，那个骑自行车的人，因为北京奥运会的关系，有意画成奥运标志，但大家还是以挺直了身子骑自行车的情况进行分析吧。

江鬼

发个图，坡度60，倒着骑下坡

windff130

有挡泥板（如果真的能挡住车轮的上部半个圆）的话不可能，不管你咋样骑

zevyn

泥桨是沿车轮旋转方向的切线甩出去的，因为有挡泥板，所以肯定不会；如果没有挡泥板就不好说了。
另外由于人和车的位置是相对固定的，所以不管怎样骑都一样的。

killl

生活中的经验，似乎看见过某人后背上都是泥浆，但是忘了是不是有挡泥板了

muntzer

为了简化分析，我们把挡泥板作用简化为：

只有车轮下半部的泥奖会被甩出去，而车轮上半部分的泥浆，即使甩出去也都被挡泥板没收。

muntzer

引用第4楼killl于2008-06-17 09:28发表的 :
生活中的经验，似乎看见过某人后背上都是泥浆，但是忘了是不是有挡泥板了

是啊，我也看到过。你看到的这人后背上的泥浆比较多，看来是挡泥板脱落了吧。

一般情况下似乎不会出现这种情况。

muntzer

引用第1楼江鬼于2008-06-17 00:56发表的 :
发个图，坡度60，倒着骑下坡

出题时没有想过这种情况！

这种想法至少可以得到创意奖！

评分时一定为兄评上。

fupingtang

泥浆是沿着切线方向甩出的，更何况有挡泥板呢，应该是不可能甩到背上的。

royalshark

能，但是按题设的条件，个人认为，速度特别快的话，还是有可能的。
在机加工磨削中，火星是延切线漫射的，我想，题设的泥也可以这样，而且生活中确实有甩到后背的情况，速度应大点吧。

muntzer

引用第9楼royalshark于2008-06-18 10:11发表的 :
能，但是按题设的条件，个人认为，速度特别快的话，还是有可能的。
在机加工磨削中，火星是延切线漫射的，我想，题设的泥也可以这样，而且生活中确实有甩到后背的情况，速度应大点吧。

同意。生活中确实能看到后背被泥浆甩到的情况，而且他的挡泥板是完好的。

——当然，有可能是扬起的泥浆被大风吹到了后背上……（这种情况我们就不讨论了）

那么，为什么速度特别快的情况，还是有可能甩到后背呢？可否解释一下。

muntzer

我们认定泥奖是沿切线方向飞出去的，不必考虑实际上泥浆在气流作用下可能存在一些复杂运动。

jindaqiao

还有 甩出去的泥 自身还有转动呢？
当作一个平动的质点就像11楼那样了
具体计算就不会了
自身还有转动应该能甩到人身上
真实情况就是如此

muntzer

公布答案。

很遗憾，大家在分析泥浆运动时，都忘了自行车正在向前运动，因而有个向前的速度。

这个速度，正好与车轮的线速度相等，因而，也等于泥浆飞出时相对于车轮的速度。

以上两个速度合成以后就是泥浆相对于地面的速度，如下图表示。

  

可见，泥浆的运动轨迹，实际上是指向前、上方的，其轨迹根据中学物理知识，必然是个向前的抛物线。

而且，自行车骑得越快，这个抛物线抛得越远、越高。

再来看看骑车的人，他是以V向前运动的，所以，只要他一直不减速，泥浆就永远追不上他！

可是，日常我们骑自行车时，路上会遇到各种情况，往往不能作到一直不减速。好了，你一减速，那些飞得又高又远的泥浆就会追上你，甩到你的后背——偶尔的，也不排除甩到你的前面的可能。

总结一下，自行车在泥泞的环境中快速骑行时，如果骑车人因故突然减速，则泥浆就可能甩到后背上。
当然，如果你骑得很慢，泥奖甩得不高不远，就甩不到你的后背上，但你如果减速的话，这此泥浆就很可能甩到你心爱的自行车上。

——自行车被泥浆甩到的机会，要远远多于后背。我们经常能看到被泥浆粘涂的自行车，与本题的道理不无关系……

zevyn

引用第13楼muntzer于2008-06-20 18:57发表的 :
公布答案。

很遗憾，大家在分析泥浆运动时，都忘了自行车正在向前运动，因而有个向前的速度。

这个速度，正好与车轮的线速度相等，因而，也等于泥浆飞出时相对于车轮的速度。
.......

所给答案有缺陷：如果自行车是均速行驶，那么泥浆向前飞出的同时，人也随自行车向前行驶，而且泥浆向前的速度和人向前的速度是一样的这样的话泥浆始终不会甩到人的身上。如果加速行驶的话那就更不可能甩到人身上了。而减速时大概有可能甩到人身上吧！
不知是不是这样的............

qsmx_w

补充一点，其实这个问题可以对轮胎上的泥浆做受力分析。

车速越快，意味着轮子转的越快，角加速度也就越大，因而需要的向心力就越大。 而实际上向心力是由轮胎对泥浆的粘滞力提供的，它有一个最大值，超过最大值泥浆就脱离轮胎甩了出去。 由此可见，当速度足够快时，泥浆刚离开地面就会被甩出去，而方向几乎是沿着地面向后的，根本不会摔到骑车人的身上。

muntzer

引用第14楼zevyn于2008-06-21 14:00发表的 :

所给答案有缺陷：如果自行车是均速行驶，那么泥浆向前飞出的同时，人也随自行车向前行驶，而且泥浆向前的速度和人向前的速度是一样的这样的话泥浆始终不会甩到人的身上。如果加速行驶的话那就更不可能甩到人身上了。而减速时大概有可能甩到人身上吧！
不知是不是这样的............

是这样的。

我的答案也是这样写的，不过，是写在图片下面的，你可能没有注意。

muntzer

引用第15楼qsmx_w于2008-06-21 16:58发表的 :
补充一点，其实这个问题可以对轮胎上的泥浆做受力分析。

车速越快，意味着轮子转的越快，角加速度也就越大，因而需要的向心力就越大。 而实际上向心力是由轮胎对泥浆的粘滞力提供的，它有一个最大值，超过最大值泥浆就脱离轮胎甩了出去。 由此可见，当速度足够快时，泥浆刚离开地面就会被甩出去，而方向几乎是沿着地面向后的，根本不会摔到骑车人的身上。

拓展得很有道理。

尽管我们无法计算这个速度值，以及我们实际骑车时是否能达到这个值，但理论上，如果骑得很快，超过一个临界值，则轮胎与泥浆之间的附着力就不足以提供圆周运动所必须的向心力，则该部分泥浆直接被甩向后方，自然就不会甩到后背上。

——即使减速也不会。

zevyn

muntzer 兄，我当时的确没有读完，不好意思！

ajm7966

10楼画的已经很明白了，通过受力分析我们知道泥浆是不会被甩到后背的，不管你骑得有多快。我们平时看到得后背有泥那是由于没有挡板得原因。