わかりやすい解説はどれでしょう?以下はある物理学の掲示板に書き込まれた面白いやりとりです。普段は、高度な物理の問題が取り上げられているのですが、そこに、全く物理の基礎も分かってない人が、質問をしました。それに対し、物理に詳しい人たちが、面白がって色々な工夫をして説明しています。説明の仕方は人によって様々であることがよくわかります。質問者タイヤが1回転ころがった距離はタイヤの円周ですよね。そのタイヤに付いているホイールはタイヤより小さい(すなわち円周はタイヤより短い)のに、ホイールが転がった距離がタイヤの転がった距離と同じなのはどうしてなのでしょうか?サルでもわかるような説明でお願いします。私はサル以下かもしれませんので・・・。街を走る車を見るたびに気になってしまいます。回答者Aタイヤが無くホイールのみで地面を走ればおっしゃるようにホイールの円周分だけ1回転で進むことになります。接地しているのはタイヤですのでタイヤの円周のみの問題でホイルは関係ないんです。質問者ありがとうございます。ホイールだけを転がした距離とタイヤにはめて転がした距離が違う事に納得がいかなかったのです。回答者Bホイルがタイヤの厚み分、上空に浮いているからです。質問者ありがとうございます。回答者Cタイヤの接地面自身は転がっているだけです。タイヤが1回転したときに進む距離=タイヤの円周です。ホイールの場合、タイヤが1回転する間にホイール自身も1回転しますが、それだけではありません。想像しづらいかも知れませんが、水平移動もしているのです。タイヤが1回転したときに進む距離=ホイールの円周+ホイールの水平移動距離という関係になるのです。質問者ありがとうございます。想像しづらいですねぇ。タイヤの円周−ホイールの円周=ホイールの水平移動距離ってことですよね。そこまではわかりました。サル以下からサルになった気がします。わかりやすくしてもらえると嬉しいのですが。回答者D見た目では理解できないかもしれませんが、ホイールは滑りながら走っていると考えるのが妥当です。急発進のときにタイヤが空回りすると、本来進む距離よりも少ししか走れないのは理解できますか。タイヤがスリップすると期待される距離よりも少ない距離しか移動しません。ホイールの場合この逆が起こっていて、地面(実際は空中)を滑って移動しているのです。凍った地面の上で急ブレーキをかけた状態を想像して下さい。質問者ありがとうございます。私も最初は滑っているのかなぁと思っていたのですが、どう見ても滑っているようには見えないので納得いかなかったのです。回答者E1回転する間に、タイアはタイアの円周分の距離、ホイルはホイルの円周分の距離しか、水平方向には動いていません。極端な例として回転の中心を考えると、水平方向には全く動きません。従って、到達点が同じになるのは、回転する角度を360°にしようとするために、余分な水平移動が加わるからです。質問者ありがとうございます。ホイールより内側にさらに径の小さな「車輪軸」がありますよね?車輪軸に糸をつけます。タイヤをn回、回転させます。巻きついた糸の長さが、車輪軸の移動距離(車輪軸の円周×n)ですよね?そして進んだ距離よりも圧倒的に短いはずです。ホイールも同じことです。質問者ありがとうございます。巻き付いた糸の長さは車輪軸の「移動」距離なのでしょうか?円周10メートルのタイヤの車輪軸(直径1センチ)は1回転で10メートル移動していますよね。そこが納得いかないのです。私の考え方がおかしいのでしょうか。回答者Gタイヤが転がって車が進む訳ですが、その車を運転している人は転がっていないのに同じように進みます。?タイヤとホイルは同じように回っていますが、ホイルはタイヤを支えているだけで、回転はしているものの車に乗っかっている人や荷物と同じだと考えるべきだと思います。ホイルやタイヤと分けて考えるので話がややこしくなると思うのですが、ホイルがない全部ゴムのタイヤの場合をお考え下さい。道路に接地している部分より中心部は単に重さを支えているだけ(動力を伝達しているだけ)ですよね。何も不思議な応力がタイヤに加わる事は無いですよね。違った視点から回答してみました。質問者ありがとうございます。わかってきたような気がします。ホイールの大きさはどうであれ、その回転する中心点の移動距離はタイヤの円周に依存するってことでしょうか?そうですよね。回答者H皆さん、大夫、苦しい解答を出していますな!もっと、おもろい説が出ないものかと、期待したんですが。確かに、タイヤが転がった距離移動すると考えると、ホイルは、軸は、??と成りますね。実は、回転体は軸心を中心に回転運動しているだけなんです。タイヤ接地面が回転しただけ、地面を押し出しているですが、地球が大変重いので、反力が働いて移動できるんですよ。