Чем ось вращения колеса отличается от "мгновенной оси вращения" этого колеса ?

Answer 1

Наблюдатель, связанный с транспортным средством, видит, что все колесо (каждая его точка) вращается по окружности вокруг оси колеса этого транспортного средства. Сама ось транспортного средства (ось вращения) неподвижна относительно наблюдателя, находящегося на транспортном средстве.
Для стороннего наблюдателя, ось колеса сама перемещается (линейно) , а каждая точка колеса движется по сложной траектории, называемой циклоидой. Но в любой, отдельно взятый момент времени, есть точка колеса, которая не движется относительно стороннего наблюдателя (точка, которой в данный момент колесо стоит на земле) . Вектор скорости этой точки относительно стороннего наблюдателя в данный момент равен нулю, вектор скорости любой другой точки (колеса и всего транспортного средства) не нулевой. Так вот, относительно этой точки только центр колеса движется прямолинейно (туда куда движется транспортное средство и куда катится само колесо) . Любая другая точка колеса относительно этой точки движется по строгой окружности (каждая точка по своей окружности) . Поэтому точка, которой колесо стоит на земле, и относительно которой все точки колеса вращаются в данный момент называется мгновенным центром вращения.