Колеса воза: цікаві факти

Прикріпіть збоку до обода колеса воза (або до шини велосипедного) кольорову папірець і спостерігайте за нею під час руху вози (або велосипеда). Ви помітите дивне явище: поки папірець знаходиться в нижній частині котиться колеса, вона видна досить чітко; у верхній же частині вона миготить так швидко, що ви не встигаєте її розгледіти.

Прикріпіть збоку до обода колеса воза (або до шини велосипедного) кольоровий папірець і спостерігайте за ним під час руху

Виходить як ніби, що верхня частина колеса воза рухається швидше, ніж нижня. Те ж спостереження можна зробити, якщо порівняти між собою верхні і нижні спиці котиться колеса якогось екіпажа. Буде помітно, що верхні спиці зливаються в одне суцільне ціле, нижні ж видимі роздільно. Справа знову-таки відбувається так, немов верхня частина колеса швидше рухається, ніж нижня.

У чому ж розгадка цього дивного явища? Так просто в тому, що верхня частина котиться колеса воза дійсно рухається швидше, ніж нижня. Факт представляється з першого погляду неймовірним, а між тим просте міркування переконає нас в цьому. Адже кожна точка котиться колеса робить відразу два руху: обертається навколо осі і в той же час посувається вперед разом з цією віссю. Відбувається – як у випадку земної кулі – складання двох рухів, і результат для верхньої і нижньої частин колеса виходить різний. Вгорі обертальний рух колеса воза додається до поступального, так як обидва рухи спрямовані в одну і ту ж сторону. Внизу ж обертальний рух направлено у зворотний бік і, отже, віднімається від поступального. Ось чому верхні частини колеса воза переміщуються відносно нерухомого спостерігача швидше, ніж нижні.

Те, що це дійсно так, легко зрозуміти на простому досвіді, який слід виконати при слушній нагоді. Вставте в землю палицю поруч з колесом стоїть вози так, щоб палиця припадала проти осі. На ободі колеса, в самій верхній і в самій нижній його частинах, зробіть позначки крейдою або вугіллям; позначки припадуть, отже, саме проти палиці.

Тепер відкотити віз трохи вправо, щоб вісь відійшла від палиці сантиметрів на 20-30, і зауважте, як перемістилися ваші позначки. Виявиться, що верхня позначка A перемістилася помітно більше, ніж нижня В, яка тільки ледь відступила від палиці.

Отже, не всі точки, що рухається колеса воза переміщаються однаково швидко. Яка ж частина котиться колеса рухається за все повільніше? Неважко здогадатися, що повільніше всіх рухаються ті точки колеса, які в даний момент стикаються з землею. Строго кажучи, в момент зіткнення з грунтом ці точки колеса абсолютно нерухомі.

Все сказане справедливо тільки для колеса воза котиться, а не для такого, яке обертається на нерухомої осі. У маховому колесі, наприклад, верхні і нижні точки колеса рухаються з однаковою швидкістю.

...
ПОДІЛИТИСЯ: