脑筋急转弯

这里还有一个同样折磨人的问题。在一列从彼得格勒开往莫斯科的火车上，是否存在一个运动方向与火车前进方向相反的点？我们发现，这样的点的确存在。无论何时，你都能在这列火车的任何一个轮子上找到这样的点，它们就在车轮凸出的边缘（轮缘）底部。火车前进时，这些点会向后运动。下面的实验会告诉你这个现象背后的原理，你可以轻松地自己完成。用橡皮泥把一根火柴粘到一枚硬币上，让火柴沿着硬币直径向外伸出，如图8所示。将硬币和火柴一起竖着放到一根平置的直尺边缘，用拇指固定二者的接触点——C。然后来回滚动硬币。你会发现，火柴伸出部分的F、E和D点运动方向不是向前，而是向后。火柴末端的D点离硬币边缘最远，它向后运动的迹象也最明显（D点移动到了D’）。

图8 硬币向左滚动，火柴伸出部分的F、E和D点向右运动

火车轮缘上的点的运动情况也是这样。所以现在我告诉你，火车上的某些点不是向前运动的，而是向后，你不应该感到惊讶。的确，这种向后的运动持续的时间非常非常短，但在一列飞驰的火车上，除了我们习以为常的运动以外，的确还存在向后的运动。图9和图10解释了这种现象。

图9 火车轮向左滚动，轮缘下半部分转动方向与其相反

图10 上图：这条曲线（摆线）是滚动的车轮边缘的每一个点共同画出来的。
下图：这条曲线则是火车轮缘上的每一个点画出来的