星空·体育中国官方网 电影里的车轮为何倒着转？自行车为何不能倒骑？这些小知识都是正经科学问题

示意图

视觉中国供图

在日常生活中，我们经常能看到汽车轮胎和自行车轱辘在道路上不停地转动和疾驰，这些看似平凡的旋转动作背后，实则蕴含着许多你不曾了解的科学奥秘。

下面就跟着我们一起，了解一下这些科学“转圈圈”吧！

电影里的车轮为什么看起来是倒着转的

观影过程中，众人不仅关注剧情发展，亦热衷于挖掘各类穿帮细节。常有小伙伴发现一个有趣的“漏洞”——行驶中的车辆车轮为何呈现倒转？实际上，这并非特效制作失误，反而是真实车辆拍摄时产生的现象。这种现象有一个特定的名称——“车轮效应”，它属于频闪效应范畴。

在现实情境中，汽车疾驰而过，我们目不暇接，车轮的辐条转动根本无法清晰辨识，眼前只见一团模糊。然而，电影镜头所呈现的画面，是摄像机对真实场景的记录，这种记录并非一气呵成，而是摄像机以极快的速度连续拍摄，当速度足够快时，我们的神经系统来不及反应，便会将这些片段自动拼接成连贯的画面，这就是所谓的“视觉暂留”效应。

鉴于人类视觉的这种限制，电影拍摄时摄像机一般设定为每秒钟捕捉24幅画面，即24帧每秒的播放速率。因此，我们在电影里所看到的旋转车轮的画面实际上已经被“精简”过，仅由摄像机捕捉到的画面构成。而最终的视觉效果，则是受到摄像机帧率、车轮转速以及辐条排列方式的共同影响。

图中车轮的辐条被简化为等距排列的四根，其中一根被涂成红色以作标识。这些辐条之间的相互角度被设定为α度，而红色辐条在顺时针方向上的角度变化被定义为θ度。

若车轮沿顺时针方向转动，摄像机首次记录到其影像是在图1所示的位置星空·综合体育官网入口，紧接着第二次记录则是在图2所示的位置，据此可推知车轮所转过的角度应为n圈加上θ度（其中n为任意自然数），然而，在我们直观的观察中，车轮似乎仅旋转了θ度。同理，当车轮旋转的角度达到nα度，即如图3所示的位置（此时θ等于α）星空·体育中国官方网，我们的视觉感知会认为车轮处于静止状态。在图4中，θ角数值接近360度，然而，我们的思维却倾向于避免复杂的路径，因此，我们便简化地认为辐条实际上仅是逆时针旋转了360度减去θ度的小范围角度。

总的来说，与我们在解决数学问题时的逻辑推理不同，我们的眼睛仅关注所见，而大脑也往往偏好采取最为简便的解释途径。借助这种“视觉循环”现象，我们能够创造出许多令人愉悦的视觉错觉体验。

汽车能倒车为什么自行车不能倒骑

尽管“车轮效应”只是一种视觉上的错觉，然而在现实生活中，汽车轮胎确实有时会出现反转的现象，这通常发生在车辆倒退时。倒车看似简单，但实际上，我从未见过有哪辆自行车能够逆向骑行，除非骑车人选择下车推行。

自行车的后轮部分装有由链条、齿轮等部件组成的传动系统，当我们用力踩动踏板，链条带动齿轮转动，进而使链条随之旋转，进而推动后轮轴上的飞轮等部件转动，从而使后轮带动前轮滚滚向前。

然而，若你尝试逆向踩踏板，链条却会变得松弛不堪，不管你如何用力踩踏，车轮都丝毫没有逆向转动的迹象。这其中的原因在于星空体育官方网站，自行车的飞轮属于一种“单向传动装置”，它只能朝一个方向进行工作。

自行车的飞轮构造中，棘爪，亦称作千斤，其位于飞轮内缘的棘齿槽内。骑行过程中，飞轮若按逆时针方向转动，棘齿槽便会与棘爪紧密结合，从而将动力传递至后轴，推动后轮转动。然而，若飞轮转向顺时针，棘爪与棘齿则会分离，失去相互配合，自行车因此无法获得动力。正因如此，自行车只能朝一个方向骑行。

然而，确实存在一些用于杂技表演的特殊自行车，它们可以倒骑，但这些自行车的结构设计与普通自行车截然不同。