许多人遇到过这样的情况：手推车或带两个轮子的袋子高速失去平衡状态，并开始左右摇摆。 意外横向移动的触发因素可能是地面上突然的障碍物或方向突然改变。 此后，行李箱开始在旅途中立即摆动，并且振荡幅度增大，直到行李箱跌落到其侧面为止。
这种现象在过去已经引起了许多理论研究，但研究人员认识到手提箱的波动要么是简单的非耗散非线性摆（
Graner等人，《物理问题》，2011年 ），要么是强迫非线性摆（
Plo，Acta Mechanica，1996 ）。
根据这些作品的作者，助行器会在手提箱的手柄上产生一个周期性的力矩，并且在自然频率范围内，手提箱会倾覆。 在这些研究中，手提箱具有独特的自由度，从而避免了固有的不稳定性，并将其作为初始属性。 实际上，手提箱的丰富动力实际上是由平移运动和旋转运动结合而成的。 固体可能会由于在与其他物体接触的点上作用在其上的力而经历这种异质运动的连接。 这些力要么限制行李箱的位置（完整的限制），要么在位置和速度之间建立联系（非完整的限制）。 尽管完整的限制在消除自由度的意义上是严格的，但相反，非完整的限制却赋予了手提箱更多的自由。 非完整的限制所提供的运动范围通常会导致寄生运动。 众所周知的例子是
机床的
再生松动或车轮的振动。 科学家说，摆一个手提箱是同一现象的另一个例子。
来自巴黎大学（索邦）复杂系统和材料实验室的一组物理学家在
理论和实验上彻底研究了这个问题，明确要求获得2017年的诺贝尔奖。 为了进行实验，设计了两个带有砝码的轮子的特殊安装。
科学家提供了实验和理论证据，说明行李箱的晃动是由不稳定引起的。 这种不稳定性是由于在手提箱向前运动的影响下将运动与手提箱的倾斜和移位相关联而产生的。 特别是，将轮子从地面上抬起并抬起会导致滚动手提箱向侧面移动。 在这种情况下，轮子滚动而不会打滑，并且手提箱从手柄到滚动轮的倾斜轴线不垂直于轮子的旋转轴线。 这种干扰会影响手提箱的摆动幅度，该幅度随时间逐渐消失或增加。 科学工作的作者写道，在这种不稳定的状态下，手提箱最终会翻倒或达到稳定振荡的极限周期。
有趣的是，不稳定性仅在一定范围的几何参数上出现，并且仅在临界驱动速度之外出现。 研究人员在手提箱的小模型上进行了一系列实验，研究了手提箱的几何形状和速度对摆力的影响-并编制了相应的分叉图。 他们特别发现，以较低的滚动速度比以较高的滚动速度更容易使行李箱失衡。 这部分与先前的理论家的结论相矛盾，他们的论点指出手提箱的高滚动速度是不稳定的必要条件。
因此，滚动速度越高，手提箱失去稳定性并翻倒的可能性越小。 物理学家解释说，发生这种情况是因为沿笔直路径的平移运动的能量使手提箱向侧面倾斜而不是倾斜，从而减少了翻身的机会。
科学家为面对行李箱摆摆的旅行者提供实用建议。 在这种情况下，您不必减速，而是-采取步骤并尽可能加速。 科学工作的作者写道：“我们需要加速而不是放慢速度，以减轻振荡的幅度，但他们立即充满了绝望：”经验不足的手提箱式拖拉机将不会以这种方式做出反应。”
将能量从摇摆运动传递到横向运动的另一种方法是减小相对于水平方向的倾斜角度，即降低可伸缩手柄。
该文章于2017年6月21日
发表在
《皇家学会学报》上 （doi：10.1098 / rspa.2017.0076）。