



这是另一个同样有趣的问题:比如说,在从列宁格勒到莫斯科的火车上,有没有相对于铁路路基来说,是反方向——从莫斯科到列宁格勒移动的点?
事实证明,每个车轮转动的每个时刻都有这样的点。那么它们在车轮的哪些位置呢?
当然,您知道火车车轮有凸出的边缘(轮缘)。现在事实证明,在列车运行时,该轮缘的最低点根本不是在向前运动,而是向后运动。
很容易通过这样的实验来验证:把一根火柴用蜡粘在一个小圆圈,比如硬币或纽扣上,这样它就可以沿着圆圈的半径粘在圆圈上,并且有一截远远超出圆圈边缘。如果现在将圆圈(图8)放在标尺的 C 点上,并从右向左滚动,那么伸出部分的点 F 、 E 和 D 将向后移动,而不是向前移动。离圆圈边缘越远的点,当圆圈滚动时,它就越明显地向后移动(点 D 移动到点 D' )。
图8 圆圈和火柴的实验。当轮子向左滚动时,火柴伸出轮外部分的点 F 、 E 、 D 向相反方向移动
火车轮边缘的点的运动方式就像我们实验中火柴的突出部分一样。
现在您不应该感到惊讶了,火车轮上有一些点不是向前运动,而是向后运动的。
然而,这种运动只持续了很短的时间,只有一秒钟微不足道的一部分;但是,尽管如此,在一列行进中的火车上,反向运动仍然存在,虽然与我们通常的想法背道而驰。如图9和图10所示。
图9 当火车轮向左滚动时,其凸出边缘的底部向右移动,即向相反方向移动
图10 上面这条曲线(“摆线”),显示了滚动的马车轮子轮辋上每个点的运行轨迹。而下面这条曲线,显示了火车轮凸出边缘的每个点的运行轨迹