车轮谜题

将彩色纸贴在马车车轮（或自行车轮胎）的侧面边缘上，并在马车（或自行车）移动时观察它。您会注意到一个奇怪的现象：当彩纸在滚动轮的底部时，它非常清晰可见；而在顶部时，它闪烁得如此之快，以至于您无法看清它。

看起来似乎是轮子的上半部分比下半部分运动得更快。如果我们比较任何一辆行进中马车车轮的上下辐条，也可以发现同样的情况。我们可以发现，上辐条像是融成了一个整体，下辐条却根根分明。事情又是这样，好像车轮的上半部分比下半部分运动得更快。

产生这种奇怪现象的原因是什么呢？其实很简单，只是因为滚动轮的上半部分 确实比下半部分移动得更快 。乍一看，这个事实似乎是难以置信的，但简单的推理会使我们相信这一点。要知道滚动轮的每个点同时进行两个运动：围绕车轴旋转，同时与车轴一起向前移动。这就与前面提到的地球运动一样，两种运动叠加了以后，对轮子的上下部分产生的结果是不同的。在上面时，轮子的旋转要加上前进的运动，因为两个运动方向相同。而在下面时，旋转运动是朝相反的方向，因此要减去前进的运动。这就是对静止的观察者来说，轮子的上半部分比下半部分运动得更快的原因。

很容易通过简单的实验来理解这个事实，这个实验应该在方便的时候进行。将一根棍子插入车轮旁边的地面，使棍子与轴心垂直。在车轮轮辋的最上端和最下端，用粉笔或木炭做记号；因此，标记正好对应棍子的两端。现在，把车轮稍微向右滚动（图7），使轴远离棍子20—30厘米，并注意您的标记是如何移动的。事实证明，上面的标记 A 比下面的标记 B 明显移动得更多，标记 B 看起来好像才刚刚离开棍子。