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標題: 車輪的謎 [打印本頁]

作者: codysteele1254 時間: 2010-10-4 01:46 標題: 車輪的謎

試把一張顏色紙片貼在手車的車輪（或者自行車的車胎）上，就可以在手車（或者自行車）行動的時候看到一種不平常的現象：當紙片在車輪跟地面相接觸的那一端的時候，我們可以清楚地辨別紙片的移動；但是，當它轉到車輪上端的時候，卻很快閃過去了，使你來不及把它看清楚。
　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　這樣看來，車輪的上部彷彿要比下部轉動得快些。這種情形你也可以在隨便哪輛行駛著的車子的上下輪輻上看到，你看到的是輪子的上半部輪輻幾乎連成一片，而下半部的卻仍舊可以一條一條辨別清楚。這兒又使人產生一個印象，彷彿車輪的上半部要比下半部旋轉得快些。
　　那麼，這個奇怪的現象要怎樣解釋呢？這個解釋很簡單，只不過由於車輪的上半部的確要比下半部移動得更快一些罷了。這件事實初看的確不大好懂，但是只要這樣想一下就會對這個結論完全相信：你知道滾動著的車輪上的每一點都在進行兩種運動──繞軸旋轉的運動和跟軸同時向前移動的運動。因此，就跟前節所說地球的情形一樣，兩個運動應該加合起來，而這加合的結果對於車輪的上半部和下半部並不相同。對於車輪的上半部，車輪的旋轉運動要加到它的前進運動上，因為這兩個運動都是向同一方向的。但是對於車輪的下半部，車輪的旋轉卻是向相反方向的，因此也就要從前進運動裡減了下來。就一個靜止觀測的人看來，車輪上半部移動得比下半部更快一些，原因就在這裡。
　　為了證明事情的確是這樣，可以做一個簡單的實驗（圖4）。把一根木棒插在一輛車子的車輪旁邊的地上，使這根木棒恰好豎直通過車輪的軸心，然後，用粉筆或炭塊在輪緣的最上端和最下端各劃出一個記號，這兩個記號應該恰好是木棒通過輪緣的地方。現在，把車輪略略滾動，使輪軸離開木棒大約20－30厘米，然後再去看看方纔的兩個記號有了怎樣的移動。上面的一個記號A移動了一大段距離，而下面的那個記號B卻一共只離開木棒一點兒──上面的A點比下面的B點顯然是移動了更大的一段距離。

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