В отсутствие проскальзывания горизонтальная составляющая скорости воды равна 0 на уровне дорожного покрытия. Точки колеса на его внешней поверхности описывают циклоиды. Возьмите производную по траектории для поиска точки наивероятного отрыва. Сложите векторно составляющие скорости — вот и будет ответ.