腳踏車為什麼騎起來就不容易倒?

琥珀腳踏車在騎動的時候,反而比較不容易倒呢。這是為什麼呢?
30秒看懂答案
答案和常聽到的說明,有一點不一樣喔。
答案和常聽到的說明,有一點不一樣喔。行進中的腳踏車一傾斜,龍頭就會自然轉向傾倒的那一側,車輪回到車身下方,所以不容易倒。常聽到的「因為車輪像陀螺一樣轉」這個效果,在2011年的實驗中發現,就算沒有它,腳踏車也能自己恢復平衡。詳細的原理至今仍有未解之謎。

常聽到的2種說明
關於腳踏車不容易倒的原因,以前常用2種說明。一種是轉動的車輪像陀螺一樣想保持姿勢的「陀螺效應」。另一種是前輪接觸地面的點,位在龍頭轉動軸的後方,所以像超市推車的前輪一樣,會對齊前進方向的「腳輪效應」。
去除陀螺效果的腳踏車
2011年,台夫特理工大學和康乃爾大學等單位的研究團隊,做了一輛去除這2種效果的特製腳踏車。他們在小小的車輪上分別裝了反方向轉動的圓盤,抵消陀螺的效果,並把前輪接觸地面的點移到轉動軸的前方。即使如此,讓它以超過時速約5英里(約8公里)的速度前進時,就算從側面輕推,它也會自己恢復成筆直的姿勢。

琥珀就算消除了陀螺的效果也能恢復平衡,真讓人意外呢。
往傾倒的方向轉動龍頭
研究人員認為重要的是,腳踏車會「往傾倒的方向轉動龍頭」。車身一傾斜,前輪就會轉向傾倒的那一側,車輪回到車身下方,於是能重新站穩。陀螺效應和腳輪效應並不是不可或缺的,但也有說明指出,在一般的腳踏車上它們通常都有幫助。
好幾種效果互相配合
研究報告指出,只要改變腳輪效應、前輪的陀螺效果、龍頭周圍重量的位置之中的任何1項,穩定的腳踏車就可能變得不穩定,或者相反。腳踏車的穩定性已經被研究了將近150年,但據說至今仍留有一些謎團。
想知道更多
- 台夫特理工大學的研究人員在2007年發表的一般腳踏車計算模型,用了尺寸、重量等多達25個數值。
- 研究人員表示,現在的腳踏車造型可能還留有尚未嘗試過的好設計,或許能幫助做出更安全的腳踏車。

琥珀一傾斜,龍頭就會轉向傾倒的那一側,車輪回到車身下方。即使如此,還是留有一些謎團呢。
三選一小測驗
行進中的腳踏車不容易倒的重要原因是?
看答案
- 龍頭會轉向傾倒的那一側
- 車輪像陀螺一樣轉動
- 輪胎會吸住地面
龍頭會轉向傾倒的那一側 車身一傾斜,前輪就轉向倒下的那一側,讓車輪回到車身下方。實驗發現,就算沒有陀螺效應也能自己站穩。
車身一傾斜,前輪就轉向倒下的那一側,讓車輪回到車身下方。實驗發現,就算沒有陀螺效應也能自己站穩。
下一題 ›參考資料
- A bicycle built for none: Riderless bike helps researchers learn how balance rolls alongScienceDaily(Cornell University の発表資料)(英文)
- Balancing bicyclesDelta(TU Delft)(英文)
本文內容是在 2026-10-03 確認上列資料後撰寫的。隨著研究進展,說明也可能改變。照片的出處標示在各照片下方。



