タイヤが転がった距離の謎

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。

No.1 回答者： asuca 回答日時： 2003/05/22 18:57

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。

あくまでも接地しているのはタイヤですのでタイヤの演習のみの問題でホイルは関係ないんです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
そうでなんです。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。同じ１回転なのに・・・

お礼日時：2003/05/22 21:01

No.2 回答者： madman 回答日時： 2003/05/22 19:03

ホイルがタイヤの厚み分、上空に浮いているからです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
上空に浮いてると距離が長くなるのですか？
なぜなんでしょ・・・

お礼日時：2003/05/22 21:03

No.3 回答者： hinebot 回答日時： 2003/05/22 19:11

タイヤの接地面自身は転がっているだけです。

なので、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。
想像しずらいかも知れませんが、水平移動もしているのです。
つまり、
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。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
うぅ～ん　想像しずらいですねぇ。
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。
もう少しわかりやすくしてもらえると嬉しいのですが。

お礼日時：2003/05/22 21:11

No.4 回答者： pancho 回答日時： 2003/05/22 19:14

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。つまり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。

以上。

この回答へのお礼

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。

もしかしてこれって物理ですかね？
義務教育で教わってますか？
教えるまでもない事なのでしょうかね・・・

お礼日時：2003/05/22 21:22

No.5 回答者： juvi 回答日時： 2003/05/22 19:15

１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。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
まだわからないのですが、
回転の中心もタイヤの円周分水平移動してるとおもうのですが・・・

お礼日時：2003/05/22 21:32

No.6 回答者： juvi 回答日時： 2003/05/22 19:20

#5補足です。

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。

No.7 回答者： imd-g_com 回答日時： 2003/05/22 20:42

おそらく、あなたはこれまでの説明を読んでも

納得してないのでは？
そこで次のような状況を想像してください。

いま、ここに周の長さが１００ｍのタイヤがあります。
そしてあなたはホイールです。
タイヤに固定されたあなたは最初、高いところから腹ばいになって地上を見下ろしています。
タイヤがゆっくり回転し始めました。
あなたもゆっくり回転し始めます。
タイヤが一回転したとき、１００ｍ進むことになりますが、あなたはせいぜい数十センチしか
回転しません。
どうです？実感できるでしょう？

この回答へのお礼

ありがとうございます。
どうも私は頭悪いみたいです。
すみません・・・。

私はホイールになってみたのですが、
>最初、高いところから腹ばいになって地上を見下ろしています。
ってところがわかりません。

もう少しで納得いきそうなのですが・・・。
本当にすみません。

お礼日時：2003/05/22 21:43

No.8 回答者： Mizyu 回答日時： 2003/05/22 21:09

簡単な説明。

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。
糸が巻きつきます。
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。

この回答へのお礼

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。
でも、もう少しで納得いきそうなのですが・・・

お礼日時：2003/05/22 22:05

No.9 ベストアンサー 回答者： plussun 回答日時： 2003/05/22 21:38

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。

何故でしょうか？

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。

ちょっと違った視点から回答してみました。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
わかってきたような気がします。
つまり、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。

お礼日時：2003/05/22 22:26

No.10 回答者： nabeyann 回答日時： 2003/05/22 21:51

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。タイヤが１回転、ホイルも軸も１回転、矛盾無いでしょう。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。
まだ、？？？と思いですか。ローラーの上でタイヤを回転させると、ローラーが回転するだけで、移動しないでしょう。ローラー面を路面に置き換えて見て下さい。

この回答へのお礼

本当にみなさんありがとうございます。
中心点とその円周との関係ですよね。

こんな事、疑問に思っていたのは私だけだったら
恥ずかしいのですが・・・。

ありがとうございました。

お礼日時：2003/05/22 22:35