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车轮悖论很好理解,小圆就是连滚带爬的往走

科学 风行者探索

车轮悖论是什么?古希腊时期,著名的数学家亚里士多德曾在论析学中提出这样一个疑惑,在圆盘上画两个大小不同的圆周,然后让圆盘向前滚动。

车轮悖论很好理解,小圆就是连滚带爬的往走

令人震惊的是,大圆在滚动一周的同时,小猿竟然也跟着滚动了一周。可是这两个圆的周长是不同的,因此这个奇怪又矛盾的发现被称作车轮悖论。那么为什么会发生这种情况呢?1683年,伽利略曾在论两种新科学及其数学演化中尝试解释这个问题。他认为可以把圆筒简化为多边形进行滚动,例如制作一个正六边形的轮子,将内部的小六边形和外部的大六边形分别涂上不同的颜色,然后让他们滚动一周,这时就能看出明显的区别。

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大六边形滚动的直线连续,料填的满满当当,而小六边形经过的路线却是断断续续的。接下来将多边形的边数不断扩大,仍会出现实线和虚线的不同景象。那么这些虚线中的空隙是否说明小圆在滚动时还发生了我们看不见的滑动呢?来做一个简单的实验,将两个大小不同的齿轮安装在同一根轴上,齿轮的下方对应着两根齿条大齿轮的齿条被固定锁死,而小齿轮的齿条则可以左右移动。接下来将整个齿轮装置向前滚动,就会发现小齿轮下方的齿条竟然滑了出来。

车轮悖论很好理解,小圆就是连滚带爬的往走

,在所谓的车轮悖论中,真正滚动的只有外围的大圆,而里面的小圆则是被动进行着滚动加滑动的叠加运动。如果你还不能准确理解这个运动过程,那么我们不妨将问题极端一点,如果将小圆缩小到轴心位置,他没有半径,还不是照样被大圆拖着走了那么远。

车轮悖论很好理解,小圆就是连滚带爬的往走

也就是说没有所谓的车轮悖论,大圆在滚动,小圆是连滚带爬的往前走,小圆直径越大滚动越多,直径越小滑动越多!

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