Задача. В какую сторону перемещается воздух внутри резиновой шины колеса?
Колесо автомобиля катится вправо; обод его вертится по часовой стрелке. В какую сторону перемещается при этом воздух внутри резиновой шины колеса — навстречу вращению колеса или в том же направлении?
Ответы (1):
В лабораторной технике, да наверное и в других областях техники есть так называемые "турникетные" насосы. Принцип их действия такой же, как и при ручной дойке коров. Есть некий, условно говоря, шланг, заполненный жидкостью, сообщающийся с заполненным жидкостью сосудом. И имеется устройство, которое сжимает часть шланга, сужает его, уменьшая сечение. И эта суженная часть шланга перемешается вдоль шланга. Естественно, при этом жидкость перемещается по шлангу в том же направлении. Камера автомобильного колеса под весом автомобиля чуть сжата (сужена) внизу. Камеру автомобильного колеса при движении можно рассматривать как тот же шланг в турникетном насосе. Т.е. сжатая часть камеры перемещается против вращения колеса. Соответственно воздух внутри колеса эти насосом должен в незначительной степени прокачиваться в направлении против вращения колеса, т.е. в рассматриваемом колесе "против движения часовой стрелки".
Но нужно чётко представлять себе что ответ дан именно на такую формулировку вопроса, т.е, перемещение воздуха относительно стенок камеры колеса. А если брать относительно земли, то, естественно, воздух вместе с колесом вращается в том же направлении, так как скорость перемещения воздуха внутри колеса из-за турникетного действия, меньше, чем скорость вращения колеса.