counter?id=2204607;js=na Если поезд двигается со скоростью 90 километров в час, то какие части поезда двигаются в обратном направлении с приблизительной скоростью в 15 километров в час?
logo
logo

В этом разделе мы имеем целью показать, что, например, когда курьерский поезд движется с вышеупомянутой скоростью, то в локомотиве, вагоне и тендере всегда найдутся небольшие части, которые движутся в обратную сторону со скоростью 15 километров в час. Почему это возможно?
Возьмите круглую пластинку величиною в один рубль и проведите на ней радиус АС (рис. 4). Положите эту пластинку на стол против края плоской, тонкой линейки или другого предмета, более тонкого, чем пластинка, и положите ее так, чтобы она касалась линейки в точке С. Теперь катите пластинку вперед и назад вдоль линейки так, чтобы точка В передвигалась на 2-3 мм. Даже внимательно наблюдая, нельзя заметить движение точки С. Только тогда можно заметить движение точки С от края линейки, когда мы станем катить пластинку несколько дальше, чтобы точка В передвинулась на 4-5 мм. В противном случае мы не заметим движение точки по направлению линейки ни вперед, ни назад. 
Этот опыт можно проделать в большем масштабе, если мы подкатим велосипед к какому-нибудь вертикальному препятствию, например к стене дома. Теперь отметим мелом черту на самой нижней точке колеса и на земле под этой точкой. Если потом откатим велосипед от стены, так чтобы он отъехал на 25 мм, то нам покажется, что отмеченное место на колесе еще не сдвинулось. А если мы медленно покатим велосипед дальше, то первое заметное движение отмеченной точки будет движение от земли, т.е. по направлению кверху.
И даже теперь мы еще не заметим, чтобы отмеченная черта удалилась от стены.
Итак, у всех колес и при всяких скоростях часть колеса, которая касается земли, в течение весьма короткого промежутка времени в действительности не обладает никаким движением.
И в том случае, когда поезд пробегает 1 км в минуту, в его каждом колесе в любой момент существует такая точка (самая низкая часть колеса), которая касается в данный момент рельса, и которая по существу не имеет никакого движения.

Доказательство того, что некоторые части вагона движутся в обратном направлении


Рис. 4. Доказательство того, что некоторые части вагона движутся в обратном направлении

Теперь возьмем тонкую палочку, которая вдвое больше расстояния АС, и наклеим ее на кружок в положение DG, так чтобы она на половину своей длины выходила за край кружка. Затем приведем кружок в прежнее положение, т.е. так, чтобы точка F была против края линейки и так, чтобы FG выходило за край.
Катите теперь кружок немного вперед и назад, все время наблюдая точку G на конце палочки. Тогда будет заметно, что она по сравнению с точкой D движется в противоположном направлении, так что когда D переместится вдоль линейки на 1 мм вправо, то С переместится на 1 мм влево. А точка F при этом служит центром окружности с диаметром DG и концы этого диаметра движутся в противоположных направлениях.
Точка Н, которая отстоит от F на расстояние вдвое меньшее, чем G, подвинется за тот же промежуток времени на расстояние вдвое меньшее, т. е. будет двигаться назад с 1/2 той скорости, с какой точка D двигается вперед. Если расстояние FK составляет 1/4 FG, то К подвинется назад на 1/6 того расстояния, которое D пройдет вперед. Если EF изображает колесо, a D ось, при помощи которой оно прикрепляется к экипажу, то точка D всегда будет иметь одинаковую скорость с экипажем, а между тем точка F будет неподвижна в тог момент, когда колесо коснется земли. И в этот самый момент некоторая точка К, которая неподвижно связана с колесом, станет двигаться в обратном направлении со скоростью, равной % той скорости, с которой экипаж двигается вперед, совершенно независимо от величины этой скорости. 
С подобным случаем мы встречаемся в колесе железнодорожного вагона. ОР есть край колеса, который выдается над катящейся окружностью MN.
Если радиус LN равен в длину 48 см, а край имеет в ширину 8 см, то точка Р, лежащая на 8 см ниже поверхности рельса, в этом случае движется со скоростью, составляющей лишь 1/6 скорости оси, и следовательно, составляющей также 1/6 скорости поезда — и притом в обратном направлении.
Таким образом, если поезд движется со скоростью 90 км в час на запад по направлению к Гамбургу, то каждое колесо, каждого вагона, во всякий момент, на выступающем крае имеет часть окружности, которая движется со скоростью 15 км в час на восток, по направлению к Берлину.