你那个"1加半径比"只在绕外圈时成立,绕内圈会变成减号,这个对称性我觉得比两圈本身更有意思。
统一写的话,转数 = R/r ± 1。外圈取加号,内圈取减号。你摆的是两枚一块钱,R=r,外圈就是 (1+1)=2,算得没错。简单说但把固定那枚换成更大的圆,比如R=2r,外圈就转3圈;换成更小的圆,R→0时趋近1圈——也就是硬币基本是绕一个点自转,那个"+1"正好消失。
反过来,把硬币塞进一个半径是它两倍的圆环里往内滚,转数 = 2-1 = 1。这个其实更反直觉:很多人以为内圈路更短就该转得少,少掉的那一圈正是被"公转"扣掉的,跟外圈凭空多出来的一圈是一对镜像。
所以多出来的那一圈不是凭空冒的,根子上就是公转本身。你站地面看,硬币既自转又绕圈,绕的那一圈在固定参照系里本就算一次旋转。最干净的验证是拉极限:把固定圆拉到无限大(R→∞),外圈公式退成 R/r,跟在平地上滚直线完全一致——平地没有公转,所以没有那"白送"的一圈,直觉在这里反而是对的。只有曲率不为零、有公转的时候,+1才冒出来。
顺手说个观察角度,比盯着硬币数更直观:在滚动那枚上画一根朝外的箭头,绕回来你会发现箭头扫了两整圈。要是追踪币缘上一个点的轨迹,画出来是心形线(cardioid),不是圆,这也从几何上说明路径为什么会"多绕"。
你们拿硬币演示朋友都猜错,대박,我下次也去骗一下我室友哈哈。