Почему, когда машина едет вперед, кажется, что ее колеса крутятся назад
Многие уже в детстве терроризируют своих родителей вопросом, почему же у машины, которая едет вперед, колеса крутятся назад. Для ребенка, изучающего мир с неуемным любопытством из окна автомобиля, это настоящее волшебство. Тем более, что далеко не все взрослые могут удовлетворить интерес своего чада, регулярно подбрасывающего то неудобные, то слишком сложные задачки.
«Ну, вот такая вот зрительная иллюзия», — неуверенно промычит отец в надежде, что пытливому сыну этого «вразумительного» ответа будет вполне достаточно. И хотел бы он рассказать мальчишке, что именно происходит в тот момент, когда картинка перестает соответствовать реальности, да не может, потому как сам не знает. Так попробуем же разобраться в «пролеме», чтобы в следующий раз вы не попали впросак.
Когда автомобиль трогается с места, его колеса начинают «движение» вместе с ним — в том же направлении. Однако как только машина набирает более-менее высокую скорость, тому, кто наблюдает за ней со стороны, кажется, что диски замерли в одном положении или же «отправились» в обратную сторону вопреки всем законам физики. Подобное можно увидеть как воочию, так и на видеоролике.
Вращающиеся в обратную сторону колеса порождают оживленные дискуссии в интернете. Одни утверждают, что такой визуальный эффект возможен лишь при определенном освещении, другие уверены: свет может быть любой, а разгадка кроется в параметрах видеокамеры, которая снимала движущийся автомобиль.
На самом же деле ни то, ни другое предположение не является всецело корректным. Поскольку, как мы уже сказали, увидеть машину с «гуляющими» колесами можно не только по телевизору, но и вживую. Не только при искусственном, но и при дневном свете.
Что будет, если в мотор вместо бензина АИ-92 залить АИ-100
Зачем водители открывают окна, когда в машине есть кондиционер
РЕШЕНИЕ
Все дело в стробоскопическом эффекте. И да, это ни что иное, как оптический обман зрения, возникающий при искаженном восприятии движущихся предметов: в нашем случае — колес автомобиля, а точнее — спиц колесного диска. Обусловлен он как «мерцающим» освещением, так и рядом биологических факторов, в частности, строением зрительной системы человека.
Если говорить простым языком, то когда спица диска подсвечивается солнечным лучом или придорожным фонарем в одном и том же положении, нам кажется, будто она замерла. Между вспышками проходит чуть больше времени? Значит точка, за которой следит наш глаз, успевает сделать полный оборот и «проехать» еще немного вперед — мы видим, что колесо «движется» в одном направлении с машиной (схема «а»). Мерцания, напротив, происходят чаще? Пожалуйста: диск как бы не «докручивается», и мозг воспринимает это как обратное вращение (схема «б»).
…Кстати сказать, подобный эффект можно наблюдать не только, глядя на колесные диски автомобиля. Точно так же наш орган зрения воспринимает, скажем, лопасти вентилятора или вертолета.
Почему когда машина едет вперёд, диски крутятся назад?
Ничего подобного не происходит. Это явление называется эффект стробоскопа. Вы его можете наблюдать только в том случае, если машина освещается искусственным освещением питающимся от сети переменного тока. Лампы в переменном токе мерцают, но человеческих глаз не способен заметить столь высокую частоту, А именно 50 Гц. Т.е. 50 раз в секунду.Для человека свет сливается в равномерное освещение. Однако, спицы на вращающемся диске автомобиля так же мелькают перед нашим взором с определенной частотой. И они так же сливаются в единую картинку. Когда пульсирующий свет освещает диски, тов случае совпадения частоты мерцания лампы, и частоты спиц в колесе, проносящихся перед нашим взором, мы сможем увидеть, что колесо стоит на месте. Если частота спиц немного отстает от 50, колесо будет вращаться в обратную сторону, если она опережает, то в сторону движения, только очень медленно. Увидеть подобное можно и в быту, проделав этот занимательный опыт: В конце ролика человек рассказывает как именно это связано с колесами автомобиля.
Почему при вращении колес с определенной скоростью они вращаются в обратном направлении?
Иногда во время движения автомобиля создается ощущение, что колеса находятся в неподвижном состоянии или даже вращаются в обратную сторону. Почему так происходит? Давайте разберемся в принципах красивой оптической иллюзии, которую мы часто видим на дороге.
Мы наверняка не раз видели на дороге, по телевизору, в Интернете как колеса автомобиля вращаются вопреки законам физики. То есть колеса вращаются в обратную сторону, несмотря на движение машины в другую сторону. Возможно, эта иллюзия озадачила вас. Самое удивительное, что когда автомобиль трогается с места, сначала вращение колес может казаться нормальным и естественным. То есть вращение колес происходит в правильном направлении. Однако, как только вращение колес достигает определенной скорости, спицы, лучи колесных дисков иногда начинают двигаться в другую сторону или даже перестают вращаться. Что же происходит?
Эта иллюзия демонстрирует, как работает наша функция зрения и как мозг может интерпретировать и обрабатывать информацию, получаемую с органов зрения. Наши глаза способны работать на частоте 200 кадров в секунду при обработке нормального статичного изображения. Но когда дело доходит до фиксации и обнаружения движения, то согласно исследованиям установлено, что зрительная система человека может обнаруживать изменение в движении (например вращение колеса) только со скоростью 13 кадров в секунду.
Хотя, как мы уже сказали, наши глаза и мозг могут обрабатывать информацию с большей частотой кадров. Но информацию о движении объекта мозг может обрабатывать только со скоростью 10-15 кадров в секунду. Хотя установлено что эта скорость обработки информации нашим мозгом с органов зрения может быть увеличена с помощью специальных тренировок.
И так давайте на примере вращения колеса подробнее узнаем, как работает наше зрение и как обрабатывает информацию наш мозг. Предположим, что автомобильное колесо имеет четыре спицы или четыре луча колесного диска, расположенные под углом 90 градусов друг к другу. Представим, что один луч повернут на 12 часов (если представить колесный диск в виде циферблата часов). Теперь представим вращение колеса по часовой стрелке.
Если колесо на небольшой скорости будет двигаться вперед, то луч, расположенный на положении 12 часов переместиться на положение 2 часа. В этом положении наш мозг будет обрабатывать информацию, полученную от органов зрения как отдельный кадр. В этом случае мы будем видеть не отдельные кадры, а непрерывную картинку движения колеса в обычную сторону при движении автомобиля вперед.
Однако если колесо будет вращаться с большой скоростью, то наш мозг будет не успевать обрабатывать каждый кадр получаемой информации о вращении колесного диска. То есть, интервал вращения спиц или лучей колесного диска, расположенных под углом 90 градусов будут попадать на три, шесть, девять и 12 часов в тот момент, когда наш мозг не будет успевать обрабатывать предыдущие кадры. В итоге при определенной скорости вращения колес нам может показаться, что колесные диски остановились, несмотря на движение машины.
То есть, наш мозг, запомнив первоначальное положение колесных спиц или лучей из-за низкой скорости обработки информации (в среднем 13 кадров в секунду), не успевая обрабатывать каждый кадр, будет думать, что колесо стоит на месте.
При увеличении скорости вращения колес, начинает появляться обратный эффект неэффективности обработки визуальной информации нашим мозгом, который заключается в том, что нашему мозгу будет казаться, что центральная спица или луч колесного диска, расположенный ранее на положении 12 часов, после каждого круга вращения будет смещаться против часовой стрелки на 1 час назад, то есть на 11 часов. В итоге после обработки информации наш мозг будет ошибочно думать, что колесо вращается в обратном направлении.
Вот почему, несмотря на движение вперед, наш мозг будет интерпретировать движение колес на определенной скорости в обратную сторону. Все дело в нехватке скорости обработки зрительной информации.
То же самое происходит и при просмотре видео по телевизору или в Интернете, на котором снято движение автомобиля со скоростью 50 кадров в секунду. В идеале мы видим правильное вращение колес на таком видеоролике при скорости полного оборота вращения колеса меньше 1/50 в секунду. Как только скорость вращения колеса сравняется со скоростью работы камеры или станет выше, то камера снимающая ролик будет не успевать фиксировать полное вращение колесных спиц и лучей и нам будет казаться, либо что вращение колеса прекратилось, либо колесо, несмотря на движение машины вперед, начало вращаться в обратную сторону.
Также аналогичный эффект вы можете увидеть при работающих лопастях вертолета или при движении пропеллеров авиадвигателей.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Почему при вращении колес с определенной скоростью они вращаются в обратном направлении?
Во время движения автомобиля иногда создается ощущение и можно увидеть, что колеса машины находятся как-бы в неподвижном состоянии или вращаются в обратную противоположную сторону. Почему так происходит? Вы знаете друзья? Давайте сегодня вместе разберемся в принципах этой загадочной оптической иллюзии, которую мы часто с вами можем наблюдать у машин на автодороге.
Смотрите также: Как работают различные типы дифференциалов
Мы наверняка с вами не раз наблюдали на дороге или видели по телевизору, а также в роликах Интернета, как колеса автомобиля вопреки законам физики вращаются в обратную сторону, несмотря на движение автомашины в противоположную сторону. Возможно что эта иллюзия многих из вас озадачила. Самое удивительное здесь вот что, когда автомобиль трогается с места его вращение колес может изначально казаться нам вполне нормальным и естественным. То есть вращение колес у машины происходит действительно в правильном направлении. Однако, как только такое вращение колес достигает определенной скорости, то спицы или лучи колесных дисков начинают иногда двигаться как-бы в другую сторону или вообще перестают вращаться. Что же с ними такое происходит?
Эта оптическая иллюзия демонстрирует всем нам, как работает наша функция зрения и как мозг может интерпретировать и обрабатывать поступившею к нему информацию получаемую именно от органов зрения. Наши глаза способны работать на предельной частоте 200 кадров в секунду при обработке нормального статичного изображения. Но когда дело доходит до фиксации и обнаружения любого движения, то согласно проведенных исследований было установлено, что зрительная система человека может обнаруживать изменение в движении (например вращение колеса) только со скоростью 13 кадров в секунду.
Хотя, как мы уже вначале сказали, наши глаза и мозг могут обрабатывать информацию с наиболее большей частотой кадров. Но информацию именно о движении объекта наш мозг обрабатывает только со скоростью 10 — 15 кадров в секунду. Хотя учеными было установлено, что эта скорость обработки информации человеческим мозгом, получаемая от органов зрения, может быть увеличена человеком с помощью специальных тренировок.
И так друзья, давайте на примере вращения того же колеса узнаем все по-подробней, как все-таки работает наше зрение и как обрабатывает поступающую от него информацию наш мозг. Предположим, что автомобильное колесо имеет четыре спицы или четыре луча на колесном диске, которые расположены по отношению друг к другу под углом 90 градусов. А теперь представим, что один из лучей на диске повернут на 12 часов (если представить этот колесный диск в виде циферблата часов). Теперь давайте представим с вами вращение колеса по часовой стрелке. Представили.
Так вот, если колесо на небольшой скорости будет двигаться вперед, то соответственно луч, расположенный в положении 12 часов переместиться на положение 2-х часов. В этом положении наш мозг и будет обрабатывать поступающую к нему информацию от органов зрения, как отдельно взятый кадр. В этом случае мы с вами будем видеть воочию не отдельные кадры, а непрерывную картинку движения колеса в привычную нам сторону при движении автомобиля вперед.
Однако в том случае, если колесо у машины будет вращаться с большей увеличенной скоростью, то наш с вами мозг будет уже не успевать обрабатывать каждый получаемый им кадр информации о вращении колесного диска. То есть, интервал вращения спиц или лучей колесного диска расположенных под углом 90 градусов, будет попадать в тот момент когда наш мозг не будет успевать обрабатывать предыдущие кадры соответственно, на 3 (три), 6 (шесть), 9 (девять) и 12 часов. В итоге при определенной скорости вращения колес нам с вами может показаться, что колесные диски остановились несмотря на движение автомашины.
То есть, иными словами, наш мозг запомнив первоначальное положение колесных спиц или лучей на диске из-за низкой скорости и обработки информации (в среднем 13 кадров в секунду), не успевает обрабатывать каждый последующий кадр и думает что колесо стоит на месте.
При увеличении скорости вращения колес начинает проявляться обратный эффект зрения и неэффективности обработки визуальной информации нашим мозгом, который заключается как-раз в том, что нашему мозгу начинает казаться, что центральная спица или луч колесного диска распологавшийся ранее на положении 12 часов, после каждого круга вращения будет смещаться против часовой стрелки на 1 час назад, то есть на 11 часов по циферблату. В итоге после обработки информации мозгом он будет ошибочно думать, что колесо вращается в обратном направлении.
Вот почему несмотря на движение машины вперед наш мозг интерпретирует такое движение колес на определенной скорости в обратную сторону. А дело тут как-раз в нехватке скорости обработки зрительной информации.
То же самое происходит и при просмотре видео по телевизору или в Интернете, на котором снято движение автомобиля со скоростью 50 кадров в секунду. В идеале мы с вами видим правильное вращение колес на таком видеоролике при скорости полного оборота вращения колеса меньше 1/50 доли в секунду. Как только скорость вращения колеса сравняется со скоростью работы камеры или станет выше, то естественно камера снимающая ролик будет уже не успевать фиксировать полное вращение колесных спиц или лучей диска и нам будет казаться, что вращение колеса либо прекратилось, либо оно, это колесо, несмотря на движение машины вперед начало вращаться в обратную сторону.
Такой же аналогичный эффект вы можете увидеть и при работающих лопастях вертолета или при движении пропеллеров у авиадвигателей.