مجله نوجوان 08 صفحه 31

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!