【官方雙語】輪胎平衡珠真的有效果嗎？

這個汽車輪胎的模型停不下來晃動 直到我做一件非常反直覺的事為止。 當我放進幾顆鋼珠時， 突然間，它自己就保持平衡了。 但這不是很奇怪嗎？ 球體是如何自我組織的？ 精確地放入正確的位置以消除晃動 連我什麼都沒做？ 有人聲稱你可以用同樣的方式平衡汽車輪胎。 例如，不是付錢給機械師 放置配重以解決問題 隨便往裡頭扔些玻璃珠子就行了。 坦白說，當我聽到輪胎平衡珠的時候， 因為你們中有太多人寄信給我詢問它們， 我一開始以為他們只是偽劣產品而已。 但後來我的朋友休·亨特寄給我一段影片 這件他所打造的裝置。 現在我開始覺得裡面或許真的有什麼。 輪胎不平衡時，可能會震動整部車輛。 就像為你的車安裝了一個震動模沭一樣。 通常情況下，機械師會精確地放置 配重來修正它。 但如果我們能跳過所有這些呢 然後只是隨手丟玻璃珠去解決問題嗎？ 好吧，這就是我直覺上認為的原因 那種輪胎平衡珠根本不可能起作用。 你看，如果我把一個質量塊黏在這個杯子的側面並旋轉它， 看，那個杯子瘋狂地飛來飛去。 柔韌的軸使較重的一側向外甩出， 這對我來說似乎非常直觀。 並且模擬了輪胎不平衡時的運作方式 搖晃你的車輛。 有些人認為這種狂野的動作 推動輪胎平衡珠移動的東西 將其調整至正確位置以平衡輪胎。 這意味著如果我往這裡倒一些珠子， 它應該能平衡我的這隻小杯子。 但 pige 看，珠子會往杯子較重的一側湧去， 這只會讓問題變得更嚴重。 坦白說，那正是我所預料會發生的情況。 這就是我之所以假設輪胎平衡珠的原因 是一場詐騙。 但奇怪的是。 如果我轉動杯子的速度更快，突然之間，運動狀態就改變了。 与其手忙腳亂，不如順利應對。 仍然不平衡。 你可以看到慢動作下的晃動。 但它整潔得多。 現在我把珠子加上去，你看，它完全平衡了。 那麼，什麼改變了呢？ 為了弄清楚究竟發生了什麼， 我們就盡量把這件事簡化到最低程度吧。 我們將從一個完全平衡的金屬杯開始。 然後看，我要在裡面加一個滾珠軸承， 而且這已經固定在原位了。 所以我明白，當我再加一個滾珠時， 它會讓杯子保持平衡。 如果第二顆滾珠移動的話 杯子的正 opposite 一面 來自這顆固定球軸承。 就這樣了。 看，那個自由滾珠移動到了那個最佳位置。 雖然有趣的是，它似乎在來回振盪。 在最佳區域附近徘徊，最終穩定在那裡。 這是有道理的，因為它具有一些額外的動量 這讓它持續運作。 因此我們預期它會振盪。 不過這樣也挺酷的。 我完全沒有預料到這一點。 如果我再加兩個鋼珠呢？ 那不是太多了嗎？ 好吧，你看，這些珠子移動成了一個等邊三角形。 這正是他們所需要的位置 再次平衡杯子。 很酷，不是嗎？ 它或許不是一個完美的等邊三角形。 這可能是因为杯子本身 並不完全平衡。 而且我們還沒有考慮布魯塔克的質量。 也許摩擦力正在阻止它們 進入正確的位置。 或者它們只是在其最終完美位置周圍振盪。 就像我們之前看到的單顆自由滾動的滾珠一樣。 至於三個額外的珠子呢？ 這樣一來總共就有四個了，包括那個固定的。 所以這些珠子以某種方式神奇地找到了 正確的設定以消除晃動， 但只在高速時才會這樣，這很奇怪。 我們該如何解釋這一點呢？ 我明白為什麼在低速時會是那樣。 但為什麼在高速時會這樣呢？ 而且球為什麼會移動到正好合適的位置呢 為了平衡整個情況？ 好吧，我想我明白發生什麼事了 隨著高速旋轉的運動。 當一個物體如此自由旋轉時， 它繞著質心旋轉。 現在，從技術上來說，這個杯子並沒有 完全的行動自由 因為它固定在這根軸上， 但這根軸簡直柔韌得令人難以置信， 或者至少它幾乎沒有阻力 在水平面內運動。 因此，儘管軸在驅動杯的旋轉， 杯子並沒有繞著軸旋轉。 由於軸可水平自由移動， 這使得杯子能像一個自由旋轉的物體一樣運作 繞其質心旋轉。 現在，這兩種運動類型對我來說都變得合理了。 低速亂舞模式 以及高速振動模式。 那麼，它為什麼會在兩者之間切換呢？ 因為我們需要知道這一點，才能做出決定 輪胎平衡珠是騙局嗎？ 但首先，我們能先弄清楚 為什麼珠子會移動到恰到好處的位置 當杯子旋轉得足夠快時，以保持平衡 對於它繞著自身的質心旋轉而言？ 好吧，讓我們這樣來思考。 你從杯子完全平衡開始。 然後再加上兩個完全相對的質點 所以一切仍然保持平衡。 但然後稍微移動其中一個質量的位置。 因此，現在整個系統的質心已經移動了 稍微往下一點，到這裡。 現在，讓我們把這塊質量固定住，使其無法移動。 並讓整個東西旋轉起來。 正如我們所知， 它將圍繞新的質心旋轉。 現在，分析這個要容易得多。 如果我們想像自己置身於杯內。 就好像我們正在一堵黏糊糊的牆上攀爬一樣 在遊樂園裡。 你感覺自己正被向外拋出。 你覺得自己正被推到後面的牆壁上。 這當然就是離心力。 這是一種虛擬力， 但由於我們處於一個旋轉的參考系中， 這實際上正是應該使用的力。 想像一下，你就是那個球。 你正被向外甩離旋轉中心。 所以這面牆感覺像地板一樣。 但地板不平，你看。 它是傾斜的。 這意味著你將要滾動。 當然，你正朝著那個黃金點滾去。 與固定質量相對的位置。 當你滾動至那個完美位置時， 你正在移動質心 朝軸心方向後退。 當你終於到達那裡 而且一切皆恰到好處地保持平衡， 那離心力將垂直於 到牆壁與地板的交界處。 於是你就停止了滾動。 你可以進行類似的分析 額外兩個滾珠軸承 在這一點上，我基本上樂於接受 它對 N 個滾珠軸承都適用。 如果你對使用離心力感到不滿， 順便，我就留個連結 在說明中提及相關的 XKCD 漫畫 就不多說了。 所以鋼珠才會移動到恰到好處的位置 平衡旋轉的汽車。 但要判斷平衡珠是否有效， 你的汽車輪胎也可以做同樣的事。 我們需要計算其速度是多少 汽車是否從掙扎模式過渡？ 至振動模式。 我想我已經想通了。 這一切都與共振有關。 你看到這東西自然地來回擺動嗎 在某一特定頻率下？ 好吧，如果你以那個頻率駕駛它的话， 振幅不斷上升，這就是共振。 如果你想的話，可以把它繞圈開。 不是左右移動，而且仍然存在共振。 在這種共振模式中， 那頂端質量的慣性 軸的彈性與其剛性完全平衡。 但如果試圖讓它移動得更快， 軸的彈性還不夠大 克服那質量的慣性， 於是它就那樣在那裡晃來晃去。 當你試著旋轉它時，那會是什麼樣子？ 高於其自然共振頻率 而不是搖晃它？ 好吧，記住，一個旋轉的物體 想要繞著它的質心旋轉。 因此，如果你想讓它繞著另一個點旋轉， 你必須克服它的慣性。 在高速行駛時，軸的彈性 無法克服那股慣性。 因此質心保持在原位。 軸會在其中旋轉。 你實際上可以看到軸在移動。 看，杯子底下。 當你達到這個速度時， 它被稱為超臨界自對中。 那麼我們該如何判斷汽車輪胎處於何種狀態呢？ 好吧，我稍後會談到這一點。 但首先，有幾件事是我剛剛意識到的 與所有這些都相關。 例如這種奶泡器。 有時真的很煩，它就會這樣。 這正是我現在才意識到的共鳴現象。 但有趣的是，如果我像這樣把它推到中心位置， 然後它就停在那裡，我想這應該是電源的關係。 就像我可以設置好這個一樣 也做.some resonance 的事情。 你會以為，如果我增加功率， 它會加速並最終切換 超臨界自對中模式。 但由於它的軌道過於誇張， 馬達的動力不夠強，無法使其加速。 但如果我硬要把它弄 straight， 我正在降低這個質量的轉動慣量 馬達突然能夠提高速度 過去已超過臨界點，因此它會一直停留在那裡。 不過，無論如何，在汽車中，這種𝑪𝑪共振 稱為輪胎跳動共振。 而且通常發生在10到15轉左右 每秒，相當於大約每小時80公里 或每小時50英里，順帶一提， 你感受到效果的速度 對不平衡的輪胎最為敏感，這是很合理的 因為，嗯，那就是你獲得共鳴時的速度。 那就是振幅上升的時候。 但你需要克服那個速度 讓平衡珠移動到正確的位置 平衡您的輪胎。 這與所給的建議相符。 由這些東西的製造商所生產。 他們告訴你應該加速到高速公路的行駛速度。 或如英國人所說的高速公路車速， 在珠子移動到正確位置之前。 但問題在於， 當你處於超臨界自我平衡速度時， 振幅已大幅下降。 它已經從這個變成那個了。 事實上，輪胎不平衡的駕駛者 報告顯示震動幾乎完全消失 當你達到高速公路的行駛速度時。 所以如果珠子只有在達到高速公路行駛速度時才會起作用， 但問題在高速公路速度下已大致自行解決。 平衡珠的作用是什麼？ 好吧，重點是，一旦珠子就位， 即使你再次放慢速度，它們仍會留在那裡。 甚至到輪胎跳動共振速度的程度， 你仍然會有順暢的駕駛體驗 因為你的輪胎完全平衡 由於珠子位置正確。 只有當你放慢到如此地步時 重力能夠移動那些珠子 當位置不正確時，效果就會消失。 因此，如果你想讓你的輪胎再次達到平衡， 你再一次必須達到高速公路的車速 然後你的輪胎就平衡了。 所以平衡珠是可行的。 但前提是你的輪胎轉速必須足夠快 首先達到超臨界自平衡狀態expires 這對我來說很少見，但我不知道為什麼， 也許你經常駕車行駛在高速公路。 有些人對它們深信不疑。 你怎麼看？ 你有試過輪胎平衡珠嗎？ 你的經驗是否符合我的分析？ 我說我的分析。 這些結果確實來自BackColor 工程學教授休·亨特 借給我這部裝置的同一个人。 謝謝你，休。 也感謝馬特 來自扭曲YouTube頻道 讓我使用這段精彩影像的感謝 從一隻汽車輪胎內部。 你一定要看看完整的影片。 我會在結束卡片中附上連結。 希望您喜歡這段影片。 如果你這麼做了，別忘了按訂閱 而且這個演算法認為你會喜歡接下來這支影片。 嘩啦，嘩啦，嘩啦，嘩啦。