Video 1. Kokeile kevyemmän yläosan pyörimistä.
Kokeelliset tiedot on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1. Kokeelliset tiedot kevyemmän yläosan pyörittämisestä. Aikamittaukset tehdään joka 10. kierrosta varten.
Liikevaihdot muutettu etäisyyksiksi


Nopeuden matemaattisen mallin käyrä on esitetty kuvassa. 3.
Koordinaatin matemaattisen mallin kuvaaja on esitetty kuvassa. 4.


Riisi. Kuva 3. Ensimmäisen kokeen huipun IDVSD:n nopeuden matemaattisen mallin kaavio. Kokeelliset nopeustiedot on merkitty sinisillä pisteillä.

Riisi. Kuva 4. Ensimmäisen kokeen huipun IDVUSDD:n koordinaatin matemaattisen mallin kaavio. Kokeelliset datakoordinaatit on merkitty sinisillä pisteillä.

3. Toisen (raskaamman) yläosan tutkimus.

Toisen yläosan liike (kierto) tallennetaan videonauhoitusnopeudella 600 kuvaa sekunnissa.

Yläpaino: 0,015 kg.
Kannen halkaisija on 0,057 metriä.

Riisi. 5. Yleiskuva toisesta, raskaammasta yläosasta.

Video 2. Kokeile raskaamman yläosan pyörimistä.
Kokeelliset tiedot on esitetty taulukossa 2.

Taulukko 2. Kokeelliset tiedot raskaamman yläosan pyörittämisestä. Aikamittaukset tehdään joka 10. kierrosta varten.


Nopeuden matemaattisen mallin käyrä on esitetty kuvassa. 6.
Koordinaatin matemaattisen mallin kuvaaja on esitetty kuvassa. 7.


Riisi. Kuva 6. Toisen kokeen huipun IDVSD:n nopeuden matemaattisen mallin kaavio. Kokeelliset nopeustiedot on merkitty sinisillä pisteillä.


Riisi. Kuva 7. Toisen kokeen huipun IDVUSDD koordinaatin matemaattisen mallin kaavio. Kokeelliset datakoordinaatit on merkitty sinisillä pisteillä.

4. Ensimmäisen ja toisen kokeen nopeuskaavioiden vertailu.

Kuvassa 8 on kaksi nopeuskäyrää - kevyelle ja raskaammalle yläosalle.
Vaaleamman yläosan nopeuden matemaattisen mallin kaavio piirretään vihreillä pisteillä. Nopeuden matemaattisen mallin kuvaaja raskaammalle huipulle on piirretty sinisillä pisteillä.


Riisi. 8. Nopeuskaaviot kevyille ja raskaille yläosille. Kokeelliset datakoordinaatit on merkitty sinisillä pisteillä.

Spinning-topilla (vauhtipyörillä) on edelleen monia salaisuuksia. Loppujen lopuksi tuo mattomalli, jonka toin, ei ole ainoa vaihtoehto toppien (vauhtipyörien) liikkeelle. Sinun tulisi jatkaa etsimistä ja tutkia toppeja eri materiaaleista ja jopa magneeteista.

5. Messinkikannen tutkimus.

Messinkikannen liike (pyörtyminen) tallennetaan videonauhoitusnopeudella 600 kuvaa sekunnissa.
Kuljetun matkan määrittämiseksi kiinnitämme punaisen merkin ylälevyn pintaan.
Yläpaino: 0,104 kg.
Kannen halkaisija on 0,05 metriä.

Riisi. 9. Yleiskuva messinkilevystä.

Video 3. Kokeile messinkilevyn pyörimistä.
Kokeelliset tiedot on esitetty taulukossa 3.

Taulukko 3. Kokeelliset tiedot messinkikannen pyörittämisestä. Aikamittaukset tehdään joka 10. kierrosta varten.


Nopeuden matemaattisen mallin käyrä on esitetty kuvassa. kymmenen.
Koordinaatin matemaattisen mallin kuvaaja on esitetty kuvassa. yksitoista.


Riisi. Kuva 10. Kaavio messinkikannen IDVSD:n nopeuden matemaattisesta mallista. Kokeelliset nopeustiedot on merkitty sinisillä pisteillä.

Riisi. Kuva 11. Kaavio messinkikannen IDVUSD:n koordinaatin matemaattisesta mallista. Kokeelliset datakoordinaatit on merkitty sinisillä pisteillä.

Pyörre on upea! Voit katsoa tätä ilmiötä pitkään, kuin tulen tulessa, kokemalla sammumatonta kiinnostusta, uteliaisuutta ja joitain muita käsittämättömiä tunteita... Klassisen pyörän teorian ymmärtäminen ja sen riittävä soveltaminen käytännössä, ehkä "koira on haudattu"...

Painovoiman käyttö ja valloitus... Tai ehkä me vain joskus haluamme ajatella niin, kun näemme ilmiöitä, joita emme voi heti ymmärtää, ja annamme niille selityksen.

Aloitetaan vastaaminen artikkelin otsikossa olevaan kysymykseen. Olen jakanut vastauksen tekstin lyhyiksi numeroituiksi kappaleiksi, jotta tiedon havaitseminen olisi mahdollisimman helppoa, mikä mahdollistaa häiriötekijöiden lukemisen ja helpon myöhemmin palaamisen artikkelin tekstiin ja tarkoitukseen. Siirry seuraavaan kappaleeseen vasta, kun olet ymmärtänyt edellisen olemuksen.

Siirrytään kuvaan, jossa on klassinen kehruu.

1. Kiinteä absoluuttinen koordinaattijärjestelmä Härkä 0 y 0 z 0 näkyy kuvassa violetilla. Suorakaiteen muotoisen suorakulmaisen koordinaattijärjestelmän keskipiste on piste O jonka päällä pyörre lepää.

2. Liikkuva koordinaattijärjestelmä Cxyz näkyy kuvassa sinisellä. Tämän järjestelmän akselit eivät pyöri yläosan kanssa, vaan toistavat sen kaikki muut liikkeet! Tämän suorakaiteen muotoisen koordinaattijärjestelmän keskipiste on piste C, joka sijaitsee ylälevyn keskitasolla ja on sen massakeskipiste.

3. Huipulan suhteellinen liike on liike (kierto) suhteessa liikkuvaan koordinaattijärjestelmään Cxyz.

4. Kannettava liike on yläosan liikettä liikkuvan koordinaattijärjestelmän kanssa Cxyz kiinteään järjestelmään verrattuna Härkä 0 y 0 z 0 .

5. Voimien ja momenttien vektorit on esitetty kuvassa vihreällä.

6. Ylälevyllä on massa m ja paino G= m* g, missä g- painovoiman kiihtyvyys.

7. Se, että pyörimätön toppi putoaa kyljelleen, ei yleensä yllätä ketään. Kansi kaatuu kyljelleen kaatumismomentin vuoksi Mdef= G* P, joka syntyy väistämättä pienimmistäkin poikkeamista yläosan akselissa z pystyakselilta z 0 . Tässä P- olkapään vahvuus G, mitattuna akselia pitkin y.

8. Kuvan mukaan pyörimättömän yläosan putoaminen tapahtuu akselin ympäri x!

Suhteessa absoluuttiseen kiinteään koordinaattijärjestelmään Härkä 0 y 0 z 0 akseli x pudotessaan se liikkuu tasossa yhdensuuntaisesti säteen omaavaa sylinterimäistä pintaa pitkin OC.

Akseli y vieriessään ympyrän yli, jolla on säde OC, muuttaa suuntaa absoluuttisessa avaruudessa akselin mukana z, joka pyörii pisteen ympäri O.

Ottaen huomioon huipun putoamisen absoluuttisessa avaruudessa pisteen suhteen C, voimme päätellä, että huippu ja siihen jäykästi liittyvä koordinaattijärjestelmä Cxyz pyörii akselin ympäri x kaatumismomentin suuntaan Mdef.

9. Tarkastellaan mielivaltaisen materiaalipisteen liikettä, joka kuuluu pyörteen kiekkoon. Voit tehdä tämän valitsemalla pisteen A, jolla on massaa m A ja esimerkiksi makaa lentokoneessa xy levyn reunalla etäältä R pisteen massakeskipisteestä C.

10. Oletamme, että aluksi piste A on lineaarinen suhteellisen liikkeen nopeus VArel, johtuen vain yläosan pyörimisliikkeestä akselin ympäri z. Nopeusvektori VArel yhdensuuntainen akselin kanssa x.

11. Muista, että kärki pyörii myötäpäivään erittäin suurella kulmanopeudella ω rel akselin ympäri z, hetki on edelleen voimassa Mdef, joka johtuu akselin väistämättömästä alkupoikkeamasta z pystysuorasta.

12. Piste, jolla on massa, ei voi muuttaa nopeuttaan hetkessä, koska sitä varten sille on annettava äärettömyyden suuruinen kiihtyvyys - mitä pidetään mahdottomana inertialain vuoksi. Tämä tarkoittaa nopeuden kasvua VAkaista kaatumismomentin aiheuttama Mdef, esiintyy jonkin aikaa, ja pyörivä kärki ehtii kääntyä tietyn kulman läpi. Prosessin selityksen yksinkertaistamiseksi oletamme ehdollisesti, että pisteen siirtonopeus A VAkaista saavuttaa maksiminsa sillä hetkellä, kun piste A pyörii 90° (¼ kierrosta) ja leikkaa akselin x.

13. Kuvassa pisteen siirrettävän nopeuden vektorit A VAkaista eri aikoina eri kiertokulmissa näkyvät magenta, ja suhteellinen nopeus vektori VArel pisteen alkuasennossa näkyy ruskeana.

14. Yllä olevan mukaisesti, jos katsot kuvaa, käy selväksi, että yläosa alkaa kaatua ei akselin ympäri x, akselin ympäri y!

15. Tuloksena olevan kannettavan liikkeen (kaatumisen) vuoksi, kun piste A tekemällä kierros akselin ympäri z, palaa alkuasentoon akselilla y, sen absoluuttinen nopeusvektori VA käännetään alaspäin kaatumissuuntaan eli kannettavan liikkeen suuntaan suhteessa suhteelliseen nopeusvektoriin VArel.

16. Nopeuden muutos voi johtua vain nollasta poikkeavan kiihtyvyyden vaikutuksesta! Tässä tapauksessa tätä kiihtyvyyttä kutsutaan Coriolis-kiihtyvyydeksi. aydin. Se on suunnattu nopeuden toimintalinjaa pitkin VAkaista kannettava liike, joka aiheutti sen. Vektori aydin yhdensuuntainen akselin kanssa z.

17. Kannettava liike, joka aiheutti Coriolis-kiihtyvyyden aydin, aiheuttaa vastaavasti hitausvoiman Fydin, joka toimii vastakkaiseen suuntaan kuin vektorin suunta aydin.

18. Coriolis-hitausvoima puolestaan Fydin luo hetken akselin ympäri x Mgir= Fydin* R kutsutaan gyroskooppiseksi hetkeksi. Se on gyroskooppinen hetki Mgir, ehkäisee kaatumismomenttia Mdef, tasapainottaa järjestelmää eikä anna pyörän pudota kyljelleen !!!

19. Pyörivä kärki, jolla ei ole aikaa kääntyä yhden akselin ympäri, alkaa kääntyä toisen ympäri ja niin edelleen, niin kauan kuin pyörii, samalla kun kineettinen momentti vaikuttaa H= ω rel* m* R 2 /2 !

Kuvaannollisesti voimme sanoa näin: heti kun pyörä alkaa pudota painovoiman vaikutuksesta Mdef, kääntyy tietyn akselin ympäri, joten hetken kuluttua saman akselin ympärille syntyy gyroskooppinen momentti Mgir estää tämän pyörimisen. Joten nämä kaksi hetkeä "pelaavat kiinni" - toinen pudottaa yläosan, toinen estää sitä putoamasta ...

20. Akseli z, joka on jäykästi liitetty huipun pyörimisakseliin, kuvaa absoluuttisessa koordinaatistossa Härkä 0 y 0 z 0 kartio, jonka kärki on pisteessä O. Tällainen akselin ympyräliike z nopeudella ω kaista kutsutaan precessioksi.

21. Alla olevassa kuvassa oleva vektorikaavio esittää toisiaan tasapainottaen painovoiman kaatumismomentin Mdef ja gyroskooppinen momentti Mgir.

Mdef= Mgir= H* ω kaista

Gyroskooppinen hetki Mgir yrittää pyörittää kulmamomenttivektoria lyhintä polkua pitkin H translaatiokierron kulmanopeusvektorin suunnassa ω kaista. Tässä tapauksessa precessio on vektori ω kaista- yrittää kiertää samaa vektoria H ja yhdistä se toista lyhintä polkua pitkin kaatuvan painovoimamomentin vektoriin Mdef. Nämä kaksi toimintaa määrittävät ilmiön perustan, jonka nimi on gyroskooppinen vaikutus.

Niin kauan kuin kiertoa on ω rel≠0 ), yläosassa on kineettinen momentti H, joka varmistaa gyroskooppisen momentin olemassaolon Mgir, joka puolestaan ​​kompensoi painovoimamomentin vaikutusta Mdef, joka sai aikaan gyroskooppisen momentin Mgir…

Tällainen on tarina "talosta, jonka Jack rakensi", vain ympyrä on suljettu, ja se on olemassa, kun "pyörre pyörii - lapsuuden hauskaa"!

Leonard Euler (Venäjä) loi pohjan huipulle teorialle ratkaisemalla ongelman huipulle, jonka painopiste on tukipisteessä. Teorian kehitti Joseph Louis Lagrange (Ranska), joka ratkaisi ongelman huipulla, jonka painopiste on pyörimisakselilla, mutta ei tukipisteessä. Sofya Vasilievna Kovalevskaya (Venäjä) edistyi eniten huipulle teorian ongelman ratkaisemisessa ratkeamalla ongelman huipulle, jonka painopiste ei ole pyörimisakselilla.

... Tai ehkä huipun pyöriminen tapahtuu täysin eri syistä, eikä yllä olevan teorian mukaan, josta Lagrange kertoi maailmalle? Ehkä tämä malli kuvaa prosessia "oikein", mutta fyysinen olemus on erilainen? Kuka tietää... mutta yleisellä tasolla ongelmaan ei vieläkään ole matemaattista ratkaisua, eikä kehruu ole vielä paljastanut kaikkia salaisuuksiaan ihmiskunnalle.

Tilaa artikkeliilmoituksiin kunkin artikkelin lopussa tai kunkin sivun yläosassa olevissa laatikoissa ja Älä unohda vahvistaa tilaus .

P vahvistaa tilaus vaaditaan klikkaamalla linkkiä kirjeessä, joka tulee sinulle määritettyyn postiin (voi tulla kansioon « Roskaposti » )!!!

Luen kommenttejanne mielenkiinnolla, hyvät lukijat!

Sivu 3

Kaava (92.1) osoittaa, että precession coj kulmanopeus on sitä pienempi, mitä suurempi on huipun kulmanopeus sen symmetria-akselin ympäri.

Kaava (92.1) osoittaa, että mitä pienempi on precession kulmanopeus ω, sitä suurempi on huipun kulmanopeus sen symmetria-akselin ympäri.

Figuurin akselin (rungon symmetria-akselin) sijainti on helppo määrittää missä tahansa yläosassa ja tarkkailla sen liikkeitä yläosan pyörimisen aikana. Hetkellinen pyörimisakseli on yleisesti ottaen näkymätön.

Metalliryhmiä voidaan pitää symmetrisinä latvina, joilla on kaksi hitausmomenttia kannen pääkiertoakseliin nähden kohtisuorassa olevien akseleiden suhteen.

Metalliryhmiä voidaan pitää symmetrisinä latvina, joilla on kaksi hitausmomenttia kannen pääkiertoakseliin nähden kohtisuorassa olevien akseleiden suhteen. Usein molekyylissä voidaan erottaa jäykkä pohja, johon liittyy yksi tai useampi jäykkä yläosa.

Sisäinen kierto /t/1/a, (VI. 152.

Metalliryhmiä voidaan pitää symmetrisinä latvina, joilla on kaksi hitausmomenttia kannen pääkiertoakseliin nähden kohtisuorassa olevien akseleiden suhteen. Usein molekyylissä voidaan erottaa jäykkä pohja, johon on liitetty yksi tai useampi jäykkä yläosa.

Topin painopiste, jonka akseli suorittaa nopean precession, käytännössä pysähtyi ja sai jälleen vauhtia vasta liikkeen viimeisessä vaiheessa, kun kärjen pyörimisen kulmanopeus pieneni huomattavasti.

Ilman pyörimistä oman akselinsa ympäri, sen tasapainotila akselin pystysuunnassa on epävakaa (jos painopiste on korkeammalla kuin tukipiste); kun kärjen pyörimiskulmanopeus akselin ympäri tulee riittävän suureksi, sen merostaattinen pyörimistila muuttuu vakaaksi (ei vain lineaarisessa, vaan myös suppeassa merkityksessä), jos vain painovoimaa pidetään vaikuttavana voimana. Mutta jos ilmanvastus otetaan huomioon, niin dissipatiiviset voimat tulevat pienten värähtelyjen yhtälöihin, ja teoriassa havaitsemme, kuten todellisuudessa on, että kulmanopeus, vaikkakin hitaasti, pienenee, niin että loppujen lopuksi huippu tulee tippumaan. Kattava selitys tästä ilmiöstä annetaan luvussa.

Esimerkki jäykästä rungosta, hyvin, kiinteästä pisteestä, on toppi, jonka terävä jalka lepää telineeseen tehtyä pesää vasten siten, että jalan tämä pää pysyy liikkumattomana yläosan pyöriessä.

Koko molekyylille, jonka massa on M, mukaan lukien pyörivä ryhmä tasapainoasennossa, löydetään päähitausakselit 1, 2, 3 ja päähitausmomentit näiden akseleiden ympärillä / d, 1B, / s; sitten yläosan koordinaattiakselit piirretään siten, että akseli 2 osuu huipulle pyörimisakseliin, x-akseli kulkee huipun painopisteen läpi ja on kohtisuorassa z-akseliin nähden ja y-akseli akseli kulkee akselien x, z leikkauspisteen kautta ja olisi kohtisuorassa niihin nähden. Pyörimisakselilla z sijaitsevat huippuatomit jätetään jatkokäsittelyn ulkopuolelle.

Yläosan suurella pyörimisnopeudella precessionopeus on mitätön. Kun yläosan pyöriminen heikkenee, tapahtuu aina precessio.

Kytke sähkömoottori päälle ja nosta yläosan pyörimisnopeus 8000 rpm:ään. Kannen pyöriessä raskaat mineraalit laskeutuvat ja takertuvat yläosan 5 uriin, ja kevyet sinkoutuvat nesteen mukana erotussuppiloiden 2 ja 6 seinämille ja poistoaukon 3 kautta Buchner-suppiloon. Koska suodatus on hidasta, öljypumppu kytketään päälle.

Impetus Benedetti luonnehtii suuntaa pitäen sitä eräänlaisena suoraviivaisena elementtinä. Joten hän selittää yläosan pyörimisen vaakasuuntaisten ja tangentiaalisten impulssien suoruudella, jotka tasapainottavat niiden osien vakavuutta, joihin ne on kiinnitetty. Niin kauan kuin yläosan nopeus on suuri, se säilyttää asemansa. Kulutettuna sysäimet väistyvät painovoimalle, mikä johtaa yläosan putoamiseen. Näiden näkökohtien perusteella Benedetti osoittaa, että täydellistä luonnollista liikettä ei voi olla (ja se on vain ikuista ja tasaista ympyräliikettä).

Todennäköisesti jokaisella meistä lapsuudessa oli pyörivä lelu. Kuinka mielenkiintoista olikaan seurata hänen pyörimistä! Ja halusin todella ymmärtää, miksi kiinteä yläosa ei voi seistä pystysuorassa, ja kun käynnistät sen, se alkaa pyöriä eikä putoa säilyttäen vakauden yhdellä tuella.

Vaikka toppi on vain lelu, se on herättänyt fyysikkojen huomion. Yula on yksi kehotyypeistä, jota fysiikassa kutsutaan kehruuksi. Leluna siinä on useimmiten rakenne, joka koostuu kahdesta toisiinsa yhdistetystä puolikartiosta, joiden keskellä kulkee akseli. Mutta yläosassa voi olla toinen muoto. Esimerkiksi kellomekanismin vaihde on myös yläosa, kuten gyroskooppi - massiivinen levy, joka on asennettu tangolle. Yksinkertaisin yläosa koostuu kiekosta, jonka keskelle on asetettu akseli.

Mikään ei saa pyörivää pysymään pystyssä sen ollessa paikallaan. Mutta se on vain purettava, koska se seisoo tukevasti terävässä päässä. Ja mitä nopeampi sen pyörimisnopeus, sitä vakaampi sen sijainti.

Miksi kelkka ei putoa

Klikkaa kuvaa

Newtonin löytämän hitauslain mukaan kaikki liikkeessä olevat kappaleet pyrkivät säilyttämään liikkeen suunnan ja nopeuden suuruuden. Näin ollen myös pyörivä yläosa noudattaa tätä lakia. Hitausvoima estää yläosaa putoamasta ja yrittää säilyttää liikkeen alkuperäisen luonteen. Tietenkin painovoima yrittää kaataa yläosan, mutta mitä nopeammin se pyörii, sitä vaikeampaa on voittaa hitausvoima.

Huippuprecessio

Työnnetään vastapäivään pyörivää kehää kuvan osoittamaan suuntaan. Käytetyn voiman vaikutuksesta se kallistuu vasemmalle. Piste A liikkuu alas ja piste B nousee. Molemmat pisteet, hitauslain mukaan, vastustavat työntöä yrittäen palata alkuperäiseen asentoonsa. Tämän seurauksena syntyy precessiovoima, joka on suunnattu kohtisuoraan työntösuuntaan nähden. Pyörivä kärki kääntyy vasemmalle 90 asteen kulmassa siihen kohdistuvan voiman suhteen. Jos kierto olisi myötäpäivään, se kääntyisi oikealle samassa kulmassa.

Jos yläosa ei pyöri, niin painovoiman vaikutuksesta se putoaisi välittömästi pinnalle, jolla se sijaitsee. Mutta pyöriessään se ei putoa, vaan, kuten muutkin pyörivät kappaleet, se saa momentin (kulmamomentin). Tämän momentin suuruus riippuu huipun massasta ja pyörimisnopeudesta. Syntyy pyörivä voima, joka pakottaa yläosan akselin säilyttämään kaltevuuskulman pystysuoraan nähden pyörimisen aikana.

Ajan myötä yläosan pyörimisnopeus laskee ja sen liike alkaa hidastua. Sen yläpiste poikkeaa vähitellen alkuperäisestä asennostaan ​​sivuille. Sen liike tapahtuu eriytyvässä spiraalissa. Tämä on huipun akselin precessio.

Precessiovaikutus voidaan havaita myös, jos sen pyörimisen hidastumista odottamatta yksinkertaisesti työnnetään yläosaa eli kohdistetaan siihen ulkoinen voima. Kohdistetun voiman momentti muuttaa huipun akselin kulmamomentin suuntaa.

On kokeellisesti vahvistettu, että pyörivän kappaleen liikemäärän muutosnopeus on suoraan verrannollinen kappaleeseen kohdistuvan voiman momentin suuruuteen.

Gyroskooppi

Klikkaa kuvaa

Jos yrität työntää kehää, se heiluu ja palaa pystyasentoon. Lisäksi, jos heität sen ylös, sen akseli säilyttää edelleen suuntansa. Tätä yläosan ominaisuutta käytetään tekniikassa.

Ennen kuin ihmiskunta keksi gyroskoopin, se käytti erilaisia ​​tapoja suuntautua avaruudessa. Nämä olivat luotiviiva ja taso, jotka perustuivat painovoimaan. Myöhemmin keksittiin kompassi, jossa käytettiin Maan magnetismia, ja astrolabi, jonka toimintaperiaate perustuu tähtien sijaintiin. Mutta vaikeissa olosuhteissa nämä laitteet eivät aina voineet toimia.

Saksalaisen tähtitieteilijän ja matemaatikon Johann Bonenbergerin 1800-luvun alussa keksimän gyroskoopin toiminta ei riippunut huonosta säästä, tärinästä, noususta tai sähkömagneettisista häiriöistä. Tämä laite oli raskasmetallilevy, jonka keskustan läpi kulki akseli. Koko rakennelma oli suljettu renkaaseen. Mutta hänellä oli yksi merkittävä haittapuoli - hänen työnsä hidastui nopeasti kitkavoimien takia.

1800-luvun jälkipuoliskolla ehdotettiin sähkömoottorin käyttöä gyroskoopin toiminnan nopeuttamiseksi ja ylläpitämiseksi.

1900-luvulla gyroskooppi korvasi kompassin lentokoneissa, raketteissa ja sukellusveneissä.

Gyrokompassissa pyörivä pyörä (roottori) on asennettu kardaaniripustukseen, joka on yleinen saranoitu tuki, jossa kiinteä runko voi pyöriä vapaasti samanaikaisesti useissa tasoissa. Lisäksi rungon pyörimisakselin suunta pysyy muuttumattomana riippumatta siitä, kuinka itse jousituksen sijainti muuttuu. Tällaista jousitusta on erittäin kätevä käyttää siellä, missä on pitching. Loppujen lopuksi siihen kiinnitetty esine säilyttää pystysuoran asennon riippumatta siitä, mitä.

Gyroskoopin roottori säilyttää suuntansa avaruudessa. Mutta maapallo pyörii. Ja katsojalle näyttää siltä, ​​​​että 24 tunnissa roottorin akseli tekee täydellisen kierroksen. Gyrokompassissa roottoria pidetään vaakasuorassa asennossa kuorman avulla. Painovoima luo vääntömomentin, ja roottorin akseli osoittaa aina suoraan pohjoiseen.

Gyroskoopista on tullut olennainen osa lentokoneiden ja laivojen navigointijärjestelmiä.

Ilmailussa käytetään laitetta, jota kutsutaan asentomittariksi. Tämä on gyroskooppinen instrumentti, joka määrittää kallistuksen ja nousukulman.

Yläosan pohjalta luotiin myös gyroskooppisia stabilisaattoreita. Nopeasti pyörivä kiekko estää pyörimisakselin muuttumisen, "sammuttaa" laivojen nousun. Tällaisia ​​stabilaattoreita käytetään myös helikoptereissa niiden pysty- ja vaakatason tasapainottamiseksi.

Ei vain yläosa voi säilyttää vakaan asennon suhteessa pyörimisakseliin. Jos rungolla on oikea geometrinen muoto, se pystyy myös säilyttämään vakauden pyörimisen aikana.

Huippujen "sukulaiset".

Huipulla on "sukulaisia". Se on polkupyörä ja kivääriluoti. Ensi silmäyksellä ne ovat täysin erilaisia. Mikä heitä yhdistää?

Polkupyörän jokaista pyörää voidaan pitää yläosana. Jos pyörät ovat paikallaan, pyörä putoaa kyljelleen. Ja jos he pyörivät, hän säilyttää tasapainonsa.

Ja kivääristä ammuttu luoti myös pyörii lennon aikana, kuin pyörre. Se käyttäytyy tällä tavalla, koska kiväärin piipussa on ruuvikiila. Lakaisemalla niiden läpi luoti saa pyörivän liikkeen. Ja ilmassa se säilyttää saman asennon kuin tavaratilassa, terävä pää eteenpäin. Tykkikuoret pyörivät samalla tavalla. Toisin kuin vanhoissa tykinkuulat ampuneissa tykissä, tällaisten ammusten lentoetäisyys ja osumisen tarkkuus on suurempi.

Lapset ovat joskus hyvin uteliaita ja joskus kysyvät kysymyksiä, joihin on erittäin vaikea vastata. Esimerkiksi, miksi ihmiset eivät putoa siitä? Onhan se pyöreä, pyörii akselinsa ympäri ja jopa liikkuu universumin valtavissa avaruudessa valtavan määrän tähtien keskellä. Miksi samaan aikaan ihminen voi kävellä rauhallisesti, istua sohvalla ja olla murehtimatta ollenkaan? Lisäksi jotkut ihmiset elävät "ylösalaisin". Kyllä, ja pudotettu voileipä putoaa maahan, eikä lennä taivaalle. Ehkä jokin vetää meidät maan päälle, emmekä pääse irti?

Mikseivät ihmiset putoa maan pinnalta?

Jos lapsi alkoi kysyä tällaisia ​​kysymyksiä, voit kertoa hänelle painovoimasta tai muulla tavalla - maan vetovoimasta. Loppujen lopuksi juuri tämä ilmiö saa minkä tahansa kohteen pyrkimään kohti maan pintaa. Painovoiman ansiosta ihminen ei putoa eikä lennä pois.

Maan painovoima sallii planeetan väestön liikkua vapaasti pinnallaan, pystyttää rakennuksia ja kaikenlaisia ​​rakenteita, kelkkailla tai hiihtää alas vuorelta. Painovoiman ansiosta esineet putoavat alas sen sijaan, että lentävät ylös. Tämän testaamiseksi käytännössä riittää pallon heittäminen. Hän putoaa joka tapauksessa maahan. Siksi ihmiset eivät putoa maan pinnalta.

Mutta entä Kuu?

Tietenkin painovoima ei salli ihmisen pudota maasta. Mutta toinen kysymys herää - miksi Kuu ei putoa sen päälle? Vastaus on hyvin yksinkertainen. Kuu liikkuu jatkuvasti planeettamme kiertoradalla. Jos Maan satelliitti pysähtyy, se putoaa varmasti planeetan pinnalle. Tämä voidaan varmistaa myös tekemällä pieni kokeilu. Tee tämä sitomalla naru mutteriin ja kelaamalla se. Se liikkuu ilmassa, kunnes se pysähtyy. Jos lopetat pyörimisen, mutteri yksinkertaisesti putoaa. On myös syytä huomata, että kuun painovoima on noin 6 kertaa heikompi kuin maan painovoima. Tästä syystä painottomuus tuntuu täällä.

jokaisella on

Lähes kaikilla esineillä on vetovoima: eläimet, autot, rakennukset, ihmiset ja jopa huonekalut. Ja ihminen ei ole kiinnostunut toisesta ihmisestä vain siksi, että painovoimamme on tarpeeksi alhainen.

Vetovoima riippuu suoraan yksittäisten kappaleiden välisestä etäisyydestä sekä niiden massasta. Koska ihminen painaa hyvin vähän, hän ei ole kiinnostunut muista esineistä, vaan maapallosta. Loppujen lopuksi sen massa on paljon suurempi. Maapallo on erittäin suuri. Planeettamme massa on valtava. Luonnollisesti vetovoima on suuri. Tämän vuoksi kaikki esineet houkuttelevat Maata.

Milloin painovoima löydettiin?

Lapset eivät ole kiinnostuneita tylsistä faktoista. Mutta tarina painovoiman löytämisestä on melko outo ja hauska. sen löysi Isaac Newton. Tiedemies istui omenapuun alla ja ajatteli maailmankaikkeutta. Sillä hetkellä hänen päähänsä putosi hedelmä. Tämän seurauksena tiedemies tajusi, että kaikki esineet putoavat tarkasti alas, koska siellä on houkutteleva voima. jatkoi tutkimustaan. Tiedemies havaitsi, että painovoima riippuu kappaleiden massasta sekä niiden välisestä etäisyydestä. Hän osoitti myös, että suurella etäisyydellä olevat esineet eivät pysty vaikuttamaan toisiinsa. Näin syntyi painovoimalaki.

Kaatuuko kaikki: pieni kokeilu

Jotta lapsi ymmärtäisi paremmin, miksi ihmiset eivät putoa maan pinnalta, voit suorittaa pienen kokeen. Tämä edellyttää:

1. Pahvi.
2. Kuppi.
3. Vesi.

Lasi on täytettävä nesteellä reunoja myöten. Sen jälkeen säiliö on peitettävä pahvilla, jotta ilma ei pääse sisälle. Sen jälkeen sinun on käännettävä lasi ylösalaisin pitäen pahvia kädelläsi. On parasta kokeilla pesuallas.

Mitä tapahtui? Pahvi ja vesi jäivät paikalleen. Tosiasia on, että säiliön sisällä ei ole lainkaan ilmaa. Pahvi ja vesi eivät pysty voittamaan ulkopuolelta tulevaa ilmanpainetta. Tästä syystä he pysyvät paikoillaan.