不是开玩笑的问题

下面还有一个很有趣的问题:有一列火车假定从甲地驶向乙地,在这列车上有没有这样的一些点,在跟路轨的相对关系上说,正在向反方向——从乙地向甲地——移动着?

你觉得这个题目出得荒唐吗?但是事实上这列车的每一个车轮每一瞬间有这种向反方向移动的点。你可知道它们究竟在什么地方吗?你当然知道火车轮缘上有一个凸出的边。好,那么让我来告诉你,当火车向前行进的时候,这个凸出边的最低一点竟不是向前移动,而是向移动的!你觉得奇怪吗?好,那么做完下面这个实验你就明白了。找一个圆形的东西,例如一枚硬币或者一个钮扣,把一根火柴用蜡粘在这圆东西的直径上,让它有长长的一段露出在外面。现在,把这个圆东西放在尺边上的C点(图1),把它从右向左滚动,你就可以看到火柴的F、E、D各点不但没有跟着向前移动,倒相反地向后退去,火柴上离圆东西的边越远的点,在圆东西向前滚动时候倒退的现象也越显著(D点移到了Dʹ点)。

图1

图1 硬币和火柴的实验。硬币向左方滚去的时候,火柴露在硬币外面的部分F、E、D各点却向反方向移动。

火车的车轮凸出部分的下端当火车前进的时候,也恰好跟我们这个实验里的火柴露出的部分一样,是向反方向移动的。

图2

图2 当火车车轮向左滚动的时候,它的凸出部分下端却向右方(反方向)移动。

现在,我说在飞驶着的火车上有一些不是向前而是向后移动的点,你已经不会觉得奇怪了。这个反方向的移动固然一共只延续几分之一秒,尽管在我们的印象里一向都没有这种认识,但是在飞驶的火车上向反方向移动的点终究是有的。这一点,图2和图3可以给我们很好的解释。

图3

图3 上图表示滚动车轮上每一点所画出的曲线(摆线),下图表示火车车轮凸出部分各点所画出的曲线。

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发布时间:2012-9-12 9:24:31  阅读次数:5603

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