لغز عجلة العربة |قانون فيزيائي|

مرسلة بواسطة في




الصق قطعة ورق ملون، على جانب اطار عجلة العربة (او عجلة الدراجة الهوائية)، وتتبع ما يحدث لها عندما تدور العجلة. سترى ظاهرة غريبة: تتميز الورقة الملونة بوضوح عند وقوعها في القسم السفلي من الاطار الدوار. اما عند وقوعها في القسم العلوي منه، فانها تمر بسرعة كبيرة، حتى لا تكاد العين تميزها.
ويظهر من ذلك ، كأن القسم العلوي من العجلة يتحرك اسرع من القسم السفلي. ويمكن ملاحظة نفس الظاهرة اذا قارنا بين البرامق السفلي والبرامق العليا لعجلة دوارة في عربة ما. وسنرى البرامق العليا، وكانها مندمجة في جسم واحد متماسك. اما البرامق السفلى فتبدو بصورة منفردة. لقد تكرر حدوث نفس الشيء بالذات، كما لو ان القسم العلوي من العجلة يتحرك اسرع من القسم السفلي.
اين يكمن اذن لغز هذه الظاهرة الغريبة؟ ان المسالة بسيطة وليس هناك اي لغز. اذ ان القسم العلوي من العجلة الدوارة، يتحرك في الحقيقة اسرع من القسم السفلي. ان هذه الحقيقة تبدو من الوهلة  الاولى مستحيلة. ولكننا نقتنع بها بعد نقاش بسيط. ان كل نقطة من نقاط العجلة الدوارة، تقوم بحركتين في وقت واحد: تدور حول المحور، وفي نفس الوقت تتحرك الى الامام مع ذلك المحور. ان ما يحدث للعجلة هنا شبيه بما يحدث للارض،  فعند جمع الحركتين تختلف النتيجة في القسم العلوي للعجلة، عما هي عليه في القسم السفلي. ففي اعلى العجلة الدوارة، تضاف حركة الدوران الىالحركة الانتقالية، وذلك لانهما في اتجاه واحد، اما في اسفل العجلة الدوارة فتكون حركة الدوران عكس الحركة الانتقالية، لذا فانها تطرح من الاخيرة. ومن هنا يتضح سبب تحرك القسم العلوي للعجلة، اسرع من القسم السفلي، بالنسبة للمراقب الذي لا يتحرك.
ويتم ادراك هذه الحقيقة بسهولة، وذلك بتجربة بسيطة يمكن اجراؤها في الوقت المناسب. اغرز عصا في الارض بالقرب من عجلة، بحيث تنتصب العصا مقابل المحور. ثم خذ قطعة من الطباشير او الفحم، وضع علامتين في اعلى واسفل قسمين من اقسام اطار العجلة، بحيث تكونان مقابل العصا تماما. والآن دحرج العجلة قليلا الى اليمين، بحيث يبتعد محورها عن العصا، بمسافة تتراوح بين 20 و 30 سم، ولاحظ كيف تغير وضع العلامتين. يتضح ان العلامة العليا، قد قطعت مسافة اكبر، مما قطعته العلامة السفلى، التي لم تكد تبتعد عن العصا الا قليلا.