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火车轮上的奇怪现象,车轮瞬间反向运动!

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:我们再来看一个有意思的问题:一列火车以A地为出发点,向目标B地行驶。但实际上,在这列火车的每个车轮上,的确存在这样一些点,在某个瞬间跟火车行驶的方向相反。我们都知道,火车的车轮边缘有一个凸出来的边,在火车向前行驶的时候,这个轮缘上凸出来的边,在运行的过程中,最底端的那一点是向后运动的。是不是觉得挺奇怪?当然,这个反方向的运动只会持续很短的时间,甚至不足一秒钟。

火车轮上的奇怪现象,车轮瞬间反向运动!

我们再来看一个有意思的问题:一列火车以A地为出发点,向目标B地行驶。试问,在这列火车上,会不会存在这样一些点,它们在与铁轨的相对关系上,与火车运行的方向是相反的,也就是从B地向A地运动呢?

你可能会觉得,怎么可能有这样的事情呢?但实际上,在这列火车的每个车轮上,的确存在这样一些点,在某个瞬间跟火车行驶的方向相反。你肯定会好奇:这些点到底在哪儿呢?

我们都知道,火车的车轮边缘有一个凸出来的边,在火车向前行驶的时候,这个轮缘上凸出来的边,在运行的过程中,最底端的那一点是向后运动的。

是不是觉得挺奇怪?我们不妨通过一个实验来证实这个结论,如图7:

图7 当硬币向左滚动时,露在硬币外面的火柴部分的D、E、F个点均向后移动

先找一个小圆片,如一枚硬币或纽扣。

用蜡油把一根火柴沿着小圆片的半径粘在小圆片上,让很长一段火柴棍伸到小圆片的外面。(www.xing528.com)

把小圆片放在直尺边上,从点C的位置,让圆片沿着尺子从右向左滚动。

图8 当火车车轮向前移动时,车轮下部向后移动

这时,你会看到,火柴上的D、E、F点非但没有向前移动,反倒向后退了。火柴上距离圆片边缘越远的点,后退得越明显。

图9 A图显示行驶中的车轮的运动轨迹,B图显示火车车轮凸出来的点所画的轨迹

火车在向前行驶的时候,车轮凸出来的边缘的最下端,跟我们刚刚做的实验中火柴末端的情况如出一辙,都是向后移动的。现在,如果我再说向前行驶的火车上,有一些点在某一瞬间是向后退的,你不会再感到惊讶了吧?

当然,这个反方向的运动只会持续很短的时间,甚至不足一秒钟。但是,不管怎么说,这还是颠覆了我们以往的认知,让我们不得不承认,在前进中的火车上确实可以观察到反方向的运动。

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