معمای سرعت
چرخ گاری
حرکت رو به جلو حرکت چرخشی به دور محور
الف الف
اگر یک تکه کاغذ رنگی را به طوقه یک دوچرخه بچسبانید و در حالی که کسی سوارآن شده است، به چرخ آن خیره شوید، خواهید دید که در نزدیکی زمین تکه کاغذ به وضوح دیده میشود اما وقتی به نیمه بالایی چرخ میرسد به صورت یک خط رنگی دیده میشود و دیگر به وضوح به چشم نمیآید. وقتی کاغذ به نیمه پایینی چرخ میرسد،
حتی میشود موضع آن را تشخیص داد اما وقتی به بالای چرخ میرود، دیگر به راحتی موضع و موقعیت آن تشخیص داده نمیشود. شاید در لحظه اول خیال کنید که دچار خطای دید شدهاید ولی در اصل چنین نیست. گرچه تعجب آور است، اما باید باور کنید که نیمه بالایی
هر چرخ، سریع تر از نیمه پایینی آن میچرخد. این اختلاف سرعت .
در نیمه بالایی و نیمه پایینی چرخ، زیاد هم غیرقابل باور نیست و با یک استدلال ساده به راحتی توجیه میشود. دلیل این مساله بسیار ساده است. هرنقطه روی یک چرخ غلتان، درهر لحظه، دو حرکت دارد:
یکی به سمت جلو و دیگری به دور محور چرخ.
همان طوری که در شکل مشاهده میکنید، در نیمه بالایی، حرکت محوری با حرکت رو به جلو، هم سو هستند و حرکتشان روی هم
جمع میشود، ولی در نیمه پایینی، حرکت محوری و حرکت رو به جلو
در جهت عکس یکدیگر قراردارند. این دو حرکت همدیگر را خنثی
میکنند، در نتیجه نقطه علامت گذاری شده در نیمه پایینی کمتر از وقتی که در بالا قرار داشته است حرکت میکند و سرعت کمتری نیاز دارد.
خود شما نیز میتوانید این مساله را آزمایش کنید.
آزمایش :
یک چرخ گاری با یک طوقه را پیدا کنید و روی زمین قراردهید. یک چوب روی قطر عمودی چرخ بگذارید و بالا و پایین نقطه برخورد چوب با طوقه را علامت گذاری کنید.
حالا چوب را در جای خود نگه دارید و طوقه را اندکی به جلو برانید، حالا خواهید دید که نقطه الف فاصله زیادی با چوب یعنی جای اولیه خود دارد، درحالی که نقطه ب از جای قبلی خود زیاد دور نشده است.
حالا فهمیدید که چرا مقوای رنگی در نیمه بالایی چرخ، سرعت بیشتری پیدا میکند؟
الف الف
ب ب
چوب ثابت مانده و
چرخ به جلو رانده شده است
پاسخ جدول و سرگرمی، دوست نوجوان شماره 7
پاسخ معما:
در حقیقت مریم،
ماندانا و حامد، سه قلو
هستند. پس مریم و
ماندانا جزو بچههای
سه قلو به حساب
میآیند، نه دوقلو!
مجلات دوست نوجوانانمجله نوجوان 08صفحه 31