反过来看会不会容易理解点?
一根绳子(圆柱体,我画的那个黑圆是圆柱的一个顶面),上下两半分别涂上红色和蓝色(色盲网友抱歉了,画图时没想到这点……),如顶图。
把绳弯成中图的状态(题主说的环状)。
抓紧绳子两端,向左右两边拉,把绳子拉直,成为底图状态,这个状态相当于顶图扭了一圈后的情况(扭即题主的那个扭法,可定义为绳子一端相对于另一端在垂直于绳子长度方向的平面内旋转)。
这三步是可逆的,有那么一根扭成底图的绳子,完全可以变成中图的样子。
说了半天,我的话简直就是“绳子就是会那样”的意思。
那来点物理。理想情况下,一根绳子不受外力时,应该是顶图状态,任何弯折、扭转在去除外力后都会在绳子本身弹力(本质上是分子的电磁力)作用下恢复顶图形状。你把绳子扭转成底图状态,手在垂直于绳子 长度方向的平面 内提供了扭转的力,同时你在绳子长度方向上(与扭转的力方向垂直)不用力,绳子想要尽量恢复原样就会拉近两端距离(这方向上没有外力),于是变成中图状态。弹力是跟形变正相关的,直观上大体可以感觉出,底图中红蓝色快的扭曲变形程度要比中图的厉害,中图那个环越大(弯曲程度越小),则使绳子弯曲的外力就越小。外力大小也与绳子长度、粗细和材质等有关,这里例子是一根较硬的短绳。
更根本的数学原理恐怕需要较深的数学语言描述,我讲不出了,另一位回答者可能正是讲的这个数学原理,我看不懂,那应该是能做出的最根本的解答。我承认我的解答不严密,仅仅是个直观上的大体理解,很可能还是似是而非的。