1.6　车轮的谜

我们把一张彩色纸片贴在自行车（或者手车）的车轮上，然后就能在自行车行动时观察到这样一个奇怪的现象；当纸片转到与车轮地面接触的那一段时，可以很清晰地辨别纸片的移动；然而，当它转动到车轮上端时，却迅速地一闪而过，你根本就无法看清楚。

这样来看，似乎车轮的下半部比上半部转动得更慢一些。这种情形几乎随处可见，随便看一下路边行驶的自行车，你就会发现车轮上半部分的轮辐几乎都连成一片，而下半部却根根分明。这又让人肯定了之前的假想，好像车轮下半部的确比上半部旋转得更慢一些。

那么，该如何解释这个奇怪的现象呢？其实道理很简单，之前的假想实际上就是事实——车轮的下半部的确比上半部转动得慢。初看似乎不好理解，但是，只要你将上一节的内容联系起来，就会明白这个道理：车轮上的每一点实际上都在进行着两种运动——绕轴自转，以及与轴同时前进。这就与地球相似，我们应该将两种运动加起来看，就能得出车轮上半部分与下半部分速度不同的结果。车轮上半部的前进运动要加上它的旋转运动，因为这两种运动的方向是一致的；下半部则要从前进运动中减去自转运动，因为两者旋转方向相反。这也就是我们看到车轮下部比上部转动得更慢的原因。

我们可以用一个简单的实验（图6）来证实这一点。将一根木棒竖直插在车轮旁边，使车轮轴心与木棒重合，然后，在木棒上标记出轮缘最上端和最下端的两个顶点。现在，轻轻滚动车轮，让轮轴离开木棒一点儿，观察A点和B点各自移动的距离长短——很明显，A点比B点移动的距离更大。