ვიდეო 1. ექსპერიმენტი მსუბუქი ზედა ნაწილის ბრუნვით.
ექსპერიმენტული მონაცემები ნაჩვენებია ცხრილში 1.

ცხრილი 1. ექსპერიმენტული მონაცემები ასანთის ზედა ნაწილის ბრუნვისთვის. დროის გაზომვები კეთდება ყოველ მე-10 რევოლუციაზე.
ბრუნვები გარდაიქმნება მანძილად


სიჩქარის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი ნაჩვენებია ნახ. 3.
კოორდინატის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი ნაჩვენებია ნახ. 4.


ბრინჯი. სურ. 3. სიჩქარის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი ზედა ნაწილის IDVSD-სთვის პირველ ექსპერიმენტში. ექსპერიმენტული სიჩქარის მონაცემები მითითებულია ლურჯი წერტილებით.

ბრინჯი. სურ. 4. პირველ ექსპერიმენტში ზედა IDVUSDD-ის კოორდინატის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი. ექსპერიმენტული მონაცემების კოორდინატები მონიშნულია ლურჯი წერტილებით.

3. მეორე (უფრო მძიმე) ზედა შესწავლა.

მეორე ზედა ნაწილის მოძრაობა (როტაცია) ჩაიწერება ვიდეოჩანაწერით კადრების სიხშირით 600 კადრი წამში.

მაქსიმალური წონა: 0,015 კგ.
მწვერვალის დიამეტრი 0,057 მეტრია.

ბრინჯი. 5. მეორე, უფრო მძიმე ზედა ზოგადი ხედი.

ვიდეო 2. ექსპერიმენტი უფრო მძიმე ზედა ნაწილის ბრუნვით.
ექსპერიმენტული მონაცემები ნაჩვენებია ცხრილში 2.

ცხრილი 2. ექსპერიმენტული მონაცემები მძიმე ზედა ნაწილის ბრუნვისთვის. დროის გაზომვები კეთდება ყოველ მე-10 რევოლუციაზე.


სიჩქარის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი ნაჩვენებია ნახ. 6.
კოორდინატის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი ნაჩვენებია ნახ. 7.


ბრინჯი. სურ. 6. სიჩქარის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი ზედა IDVSD-სთვის მეორე ექსპერიმენტში. ექსპერიმენტული სიჩქარის მონაცემები მითითებულია ლურჯი წერტილებით.


ბრინჯი. ნახ. 7. მეორე ექსპერიმენტში ზედა IDVUSDD-ის კოორდინატის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი. ექსპერიმენტული მონაცემების კოორდინატები მონიშნულია ლურჯი წერტილებით.

4. სიჩქარის გრაფიკების შედარება პირველი და მეორე ექსპერიმენტებისთვის.

სურათი 8 გვიჩვენებს სიჩქარის ორ დიაგრამას - მსუბუქი ზედა და მძიმე ზედა.
სიჩქარის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი უფრო მსუბუქი ზედა ნაწილისთვის გამოსახულია მწვანე წერტილებით. სიჩქარის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი უფრო მძიმე მწვერვალისთვის გამოსახულია ლურჯი წერტილებით.


ბრინჯი. 8. სიჩქარის გრაფიკები მსუბუქი და მძიმე მწვერვალებისთვის. ექსპერიმენტული მონაცემების კოორდინატები მონიშნულია ლურჯი წერტილებით.

დაწნულ ტოპებს (საფრინავებს) ჯერ კიდევ ბევრი საიდუმლო აქვს. ბოლოს და ბოლოს, ის ხალიჩის მოდელი, რომელიც მე მოვიყვანე, არ არის ერთადერთი ვარიანტი ტოპების გადაადგილებისთვის. თქვენ უნდა გააგრძელოთ ძებნა და შეისწავლოთ ტოპები სხვადასხვა მასალისგან და თუნდაც მაგნიტებიდან.

5. სპილენძის ზედა – კაპსტანის კვლევა.

სპილენძის ზედაპირის მოძრაობა (როტაცია) ჩაიწერება ვიდეოჩანაწერით კადრების სიხშირით 600 კადრი წამში.
განვლილი მანძილის დასადგენად, ზედა დისკის ზედაპირზე ვსვამთ წითელ ნიშანს.
მაქსიმალური წონა: 0,104 კგ.
ზედა დიამეტრი 0,05 მეტრია.

ბრინჯი. 9. სპილენძის ზედა ნაწილის ზოგადი ხედი.

ვიდეო 3. ექსპერიმენტი სპილენძის ზედაპირის ბრუნვით.
ექსპერიმენტული მონაცემები ნაჩვენებია ცხრილში 3.

ცხრილი 3. სპილენძის ზედაპირის ბრუნვის ექსპერიმენტული მონაცემები. დროის გაზომვები კეთდება ყოველ მე-10 რევოლუციაზე.


სიჩქარის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი ნაჩვენებია ნახ. ათი.
კოორდინატის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი ნაჩვენებია ნახ. თერთმეტი.


ბრინჯი. სურ. 10. სიჩქარის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი სპილენძის ზედა ნაწილის IDVSD-სთვის. ექსპერიმენტული სიჩქარის მონაცემები მითითებულია ლურჯი წერტილებით.

ბრინჯი. სურ. 11. სპილენძის ზედაპირის IDVUSD-ის კოორდინატის მათემატიკური მოდელის გრაფიკი. ექსპერიმენტული მონაცემების კოორდინატები მონიშნულია ლურჯი წერტილებით.

დაწნული ზედა გასაოცარია! თქვენ შეგიძლიათ დიდხანს უყუროთ ამ ფენომენს, როგორც ცეცხლის ცეცხლს, განიცადოთ დაუოკებელი ინტერესი, ცნობისმოყვარეობა და სხვა გაუგებარი გრძნობები... კლასიკური დაწნული ზედაპირის თეორიისა და მისი ადეკვატური გამოყენების პრაქტიკაში გაგებისას, შესაძლოა "ძაღლი დამარხეს"...

გრავიტაციის გამოყენება და დაპყრობა... ან შეიძლება ზოგჯერ გვსურს ასე ვიფიქროთ, როცა ვხედავთ ფენომენებს, რომლებსაც მაშინვე ვერ გავიგებთ და ახსნას ვუწოდებთ მათ.

დავიწყოთ სტატიის სათაურში მოცემულ კითხვაზე პასუხის გაცემა. პასუხის ტექსტი დავყავი მოკლე დანომრილ აბზაცებად, რათა მაქსიმალურად გაადვილდეს ინფორმაციის აღქმა კითხვის პროცესში ყურადღების გადატანის შესაძლებლობით და სტატიის ტექსტსა და მნიშვნელობაზე ადვილად შემდგომი დაბრუნებით. შემდეგ აბზაცზე გადასვლა მხოლოდ წინა აბზაცის არსის გაგების შემდეგ.

მოდით მივმართოთ სურათს, რომელიც გვიჩვენებს კლასიკური დაწნული ზედა.

1. ფიქსირებული აბსოლუტური კოორდინატთა სისტემა ოქსი 0 წ 0 ზ 0 ნახატზე იისფერია ნაჩვენები. მართკუთხა დეკარტის კოორდინატთა სისტემის ცენტრი არის წერტილი ორომელზედაც დაწნული ზედა ეყრდნობა.

2. მოძრავი კოორდინატთა სისტემა Cxyzფიგურაში ნაჩვენებია ლურჯად. ამ სისტემის ღერძი არ ბრუნავს ზევით, არამედ იმეორებს მის ყველა სხვა მოძრაობას! ამ მართკუთხა კოორდინატთა სისტემის ცენტრი არის წერტილი C, რომელიც დევს ზედა დისკის შუა სიბრტყეზე და არის მისი მასის ცენტრი.

3. ზედა ნაწილის ფარდობითი მოძრაობა არის მოძრაობა (როტაცია) მოძრავი კოორდინატთა სისტემის მიმართ Cxyz.

4. პორტატული მოძრაობა არის ზედა მოძრაობა მოძრავი კოორდინატთა სისტემასთან ერთად Cxyzფიქსირებულ სისტემასთან შედარებით ოქსი 0 წ 0 ზ 0 .

5. ძალებისა და მომენტების ვექტორები ნაჩვენებია ნახატზე მწვანედ.

6. ზედა დისკს აქვს მასა მდა წონა გ= მ* გ, სად გ- სიმძიმის აჩქარება.

7. ის ფაქტი, რომ არ დაწნული ზედა ეცემა გვერდზე, როგორც წესი, არავის უკვირს. გადაბრუნების მომენტის გამო ზედა ეცემა გვერდზე მდეფ= გ* პ, რომელიც აუცილებლად წარმოიქმნება ზედა ღერძის ნებისმიერი ოდნავი გადახრისას ზვერტიკალური ღერძიდან ზ 0 . Აქ პ- მხრის სიმტკიცე გღერძის გასწვრივ იზომება წ.

8. ნახატის მიხედვით, ღერძის ირგვლივ ხდება არამბრუნავი ზედა ნაწილის დაცემა x!

აბსოლუტური ფიქსირებული კოორდინატთა სისტემის მიმართ ოქსი 0 წ 0 ზ 0 ღერძი xდაცემისას ის მოძრაობს სიბრტყით პარალელურად რადიუსის მქონე ცილინდრული ზედაპირის გასწვრივ. OC.

ღერძი წრადიუსის მქონე წრეზე გადახვევისას OC, მიმართულების შეცვლა აბსოლუტურ სივრცეში ღერძთან ერთად ზ, რომელიც ბრუნავს წერტილის გარშემო ო.

წერტილის მიმართ აბსოლუტურ სივრცეში ზედა დაცემის გათვალისწინებით C, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ზედა და კოორდინატთა სისტემა მყარად არის დაკავშირებული მასთან Cxyzბრუნავს ღერძის გარშემო xგადაბრუნების მომენტის მიმართულებით მდეფ.

9. განვიხილოთ თვითნებური მატერიალური წერტილის მოძრაობა, რომელიც მიეკუთვნება დაწნული ზედაპირის დისკს. ამისათვის აირჩიეთ წერტილი ა, რომელსაც აქვს მასა mAდა იწვა, მაგალითად, თვითმფრინავში xyდისკის პერიფერიაზე მანძილზე რწერტილის მასის ცენტრიდან C.

10. ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ თავდაპირველად წერტილი ააქვს ფარდობითი მოძრაობის წრფივი სიჩქარე VArel, მხოლოდ ღერძის გარშემო ზედა ნაწილის ბრუნვითი მოძრაობის გამო ზ. სიჩქარის ვექტორი VArelღერძის პარალელურად x.

11. გახსოვდეთ, რომ ზედა ტრიალებს საათის ისრის მიმართულებით ძალიან მაღალი კუთხური სიჩქარით ω relღერძის გარშემო ზ, მომენტი ისევ ძალაშია მდეფღერძის გარდაუვალი საწყისი გადახრის შედეგად ზვერტიკალურიდან.

12. მასის მქონე წერტილს არ შეუძლია მყისიერად შეცვალოს თავისი სიჩქარე, რადგან ამისთვის მას უსასრულობის ტოლი აჩქარება სჭირდება - რაც შეუძლებლად ითვლება ინერციის კანონის გამო. ეს ნიშნავს სიჩქარის ზრდას VAშესახვევიგადაბრუნების მომენტით გამოწვეული მდეფ, მოხდება გარკვეული დროის განმავლობაში და დაწნულ ზედას ექნება დრო გარკვეული კუთხით გადატრიალდეს. პროცესის ახსნის გასამარტივებლად, პირობითად ვივარაუდოთ, რომ წერტილის გადაცემის სიჩქარე ა VAშესახვევიაღწევს მაქსიმუმს იმ მომენტში, როდესაც წერტილი აბრუნავს 90°-ით (¼ ბრუნი) და კვეთს ღერძს x.

13. ნახატზე წერტილის გადასატანი სიჩქარის ვექტორები ა VAშესახვევისხვადასხვა დროს ბრუნვის სხვადასხვა კუთხით ნაჩვენებია მაგენტაში და ფარდობითი სიჩქარის ვექტორი VArelწერტილის საწყის პოზიციაში ნაჩვენებია ყავისფერი.

14. ზემოაღნიშნულის შესაბამისად, თუ დააკვირდებით ფიგურას, ცხადი ხდება, რომ ზედა ღერძის ირგვლივ კი არა x, ღერძის გარშემო წ!

15. შედეგად პორტატული მოძრაობის (გადაბრუნების) გამო, როდესაც წერტილი აღერძის გარშემო რევოლუციით ზ, უბრუნდება საწყის პოზიციას ღერძზე წ, მისი აბსოლუტური სიჩქარის ვექტორი VAგადახრილი იქნება დაბრუნების მიმართულებით, ანუ პორტატული მოძრაობის მიმართულებით ფარდობითი სიჩქარის ვექტორთან მიმართებაში VArel.

16. სიჩქარის ნებისმიერი ცვლილება შეიძლება იყოს მხოლოდ არანულოვანი აჩქარების მოქმედებით! ამ შემთხვევაში ამ აჩქარებას კორიოლისის აჩქარება ეწოდება. აბირთვი. ის მიმართულია სიჩქარის მოქმედების ხაზის გასწვრივ VAშესახვევიპორტატული მოძრაობა, რამაც გამოიწვია იგი. ვექტორი აბირთვიღერძის პარალელურად ზ.

17. პორტატული მოძრაობა, რომელმაც გამოიწვია კორიოლისის აჩქარება აბირთვი, წარმოშობს, შესაბამისად, ინერციის ძალას ფბირთვი, რომელიც მოქმედებს ვექტორის მიმართულების საპირისპირო მიმართულებით აბირთვი.

18. თავის მხრივ, ინერციის კორიოლისის ძალა ფბირთვიქმნის მომენტს ღერძის გარშემო x მგოგონა= ფბირთვი* რგიროსკოპიულ მომენტს უწოდებენ. ეს არის გიროსკოპიული მომენტი მგოგონა, ეწინააღმდეგება გადაბრუნების მომენტს მდეფ, აბალანსებს სისტემას და არ უშვებს ტრიალი გვერდით ჩამოვარდნის !!!

19. დაწნული ტოპი, არ აქვს დრო ერთი ღერძის გარშემო შემობრუნება, იწყებს შემობრუნებას მეორის გარშემო და ასე გრძელდება მანამ, სანამ ბრუნვაა, ხოლო კინეტიკური მომენტი მოქმედებს. ჰ= ω rel* მ* რ 2 /2 !

ფიგურალურად შეგვიძლია ვთქვათ ეს: როგორც კი ტრიალი იწყებს ვარდნას გრავიტაციის მომენტის მოქმედების ქვეშ. მდეფგარკვეული ღერძის გარშემო შემობრუნება, ასე რომ, ერთი მომენტის შემდეგ წარმოიქმნება გიროსკოპული მომენტი იმავე ღერძის გარშემო მგოგონაამ როტაციის თავიდან აცილება. ასე რომ, ეს ორი მომენტი "თამაშის დაჭერა" - ერთი ჩამოაგდებს ზემოდან, მეორე იცავს მას დაცემისგან ...

20. ღერძი ზ, მკაცრად დაკავშირებული ზედა ბრუნვის ღერძთან, აღწერს აბსოლუტურ კოორდინატულ სისტემაში ოქსი 0 წ 0 ზ 0 კონუსი მწვერვალით ერთ წერტილში ო. ღერძის ასეთი წრიული მოძრაობა ზსისწრაფით ω შესახვევიპრეცესიას უწოდებენ.

21. ქვემოთ მოყვანილ სურათზე ნაჩვენები ვექტორული დიაგრამა გვიჩვენებს, ერთმანეთის დაბალანსებისას, გრავიტაციის გადაბრუნების მომენტი მდეფდა გიროსკოპული მომენტი მგოგონა.

მდეფ= მგოგონა= ჰ* ω შესახვევი

გიროსკოპული მომენტი მგოგონაცდილობს კუთხოვანი იმპულსის ვექტორის შემობრუნებას უმოკლესი გზის გასწვრივ ჰმთარგმნელობითი ბრუნვის კუთხური სიჩქარის ვექტორის მიმართულებით ω შესახვევი. ამ შემთხვევაში, პრეცესია არის ვექტორი ω შესახვევი- ცდილობს იგივე ვექტორის როტაციას ჰდა გავაერთიანოთ იგი სხვა უმოკლეს გზაზე გრავიტაციის გადაბრუნების მომენტის ვექტორთან მდეფ. ეს ორი მოქმედება განსაზღვრავს ფენომენის საფუძველს, რომლის სახელწოდებაა გიროსკოპიული ეფექტი.

სანამ არის როტაცია ω rel≠0 ), ზედა აქვს კინეტიკური მომენტი ჰ, რომელიც უზრუნველყოფს გიროსკოპული მომენტის არსებობას მგოგონა, რაც თავის მხრივ ანაზღაურებს გრავიტაციის მომენტის მოქმედებას მდეფ, რამაც წარმოშვა გიროსკოპიული მომენტი მგოგონა…

ასეთია "სახლი, რომელიც ჯეკმა ააშენა", მხოლოდ წრე იკეტება და ის არსებობს მაშინ, როცა "ზედა ტრიალებს - ბავშვობის გართობა"!

ლეონარდ ეილერმა (რუსეთი) საფუძველი ჩაუყარა ზედა თეორიას ზევით პრობლემის გადაჭრით, რომლის სიმძიმის ცენტრი საყრდენ წერტილზეა. თეორია შეიმუშავა ჯოზეფ ლუი ლაგრანჟმა (საფრანგეთი), რომელმაც გადაჭრა პრობლემა მწვერვალთან, რომლის სიმძიმის ცენტრი ბრუნვის ღერძზეა, მაგრამ არა საყრდენ წერტილზე. სოფია ვასილიევნა კოვალევსკაიამ (რუსეთი) ყველაზე წინ წაიწია ზედა თეორიის პრობლემის გადაჭრაში, გადაჭრა პრობლემა ზედა სიმძიმის ცენტრისთვის, რომელიც არ დევს ბრუნვის ღერძზე.

... ან იქნებ ზევით ბრუნვა სულ სხვა მიზეზების გამო ხდება და არა ზემოაღნიშნული თეორიის მიხედვით, რომელიც ლაგრანჟმა უთხრა მსოფლიოს? იქნებ ეს მოდელი აღწერს პროცესს „სწორად“, მაგრამ ფიზიკური არსი განსხვავებულია? ვინ იცის ... მაგრამ ჯერ კიდევ არ არსებობს პრობლემის მათემატიკური გადაწყვეტა ზოგადი თვალსაზრისით და დაწნული ზედა ჯერ არ გაუმხილა კაცობრიობისთვის აბსოლუტურად ყველა საიდუმლო.

გამოწერა სტატიების განცხადებებს უჯრებში, რომლებიც განთავსებულია თითოეული სტატიის ბოლოს ან თითოეული გვერდის ზედა ნაწილში და არ დაგავიწყდეს დაადასტურეთ გამოწერა .

პ დაადასტურეთ გამოწერა საჭიროა ბმულზე დაწკაპუნებით წერილში, რომელიც მოგეცემათ მითითებულ ფოსტაზე (შეიძლება იყოს საქაღალდეში « Სპამი » )!!!

თქვენს კომენტარებს ინტერესით წავიკითხავ, ძვირფასო მკითხველებო!

გვერდი 3

ფორმულა (92.1) გვიჩვენებს, რომ coj-ის პრეცესიის კუთხური სიჩქარე რაც უფრო მცირეა, მით უფრო დიდია ზედა ნაწილის ბრუნვის კუთხური სიჩქარე მისი სიმეტრიის ღერძის გარშემო.

ფორმულა (92.1) გვიჩვენებს, რომ პრეცესიის კუთხური სიჩქარე ω, რაც უფრო ნაკლებია, მით მეტია ზემოდან მისი სიმეტრიის ღერძის გარშემო ბრუნვის კუთხური სიჩქარე.

ფიგურის ღერძის პოზიცია (სხეულის სიმეტრიის ღერძი) ადვილად დასადგენია ნებისმიერ ზევით და დაკვირვება მის მოძრაობებს ზევით ბრუნვის დროს. ბრუნვის მყისიერი ღერძი, ზოგადად, უხილავია.

ლითონის ჯგუფები შეიძლება ჩაითვალოს სიმეტრიულ მწვერვალებად, რომლებსაც აქვთ ინერციის ორი მომენტი ღერძების მიმართ პერპენდიკულარული ზედა ბრუნვის მთავარი ღერძის მიმართ.

ლითონის ჯგუფები შეიძლება ჩაითვალოს სიმეტრიულ მწვერვალებად, რომლებსაც აქვთ ინერციის ორი მომენტი ღერძების მიმართ პერპენდიკულარული ზედა ბრუნვის მთავარი ღერძის მიმართ. ხშირად მოლეკულაში შეიძლება განვასხვავოთ ხისტი ბაზა, რომელსაც უკავშირდება ერთი ან მეტი ხისტი ზედა.

შიდა ბრუნვა /t/1/a, (VI. 152.

ლითონის ჯგუფები შეიძლება ჩაითვალოს სიმეტრიულ მწვერვალებად, რომლებსაც აქვთ ინერციის ორი მომენტი ღერძების მიმართ პერპენდიკულარული ზედა ბრუნვის მთავარი ღერძის მიმართ. ხშირად მოლეკულაში შეიძლება გამოირჩეოდეს ხისტი ფუძე, რომელთანაც დაკავშირებულია ერთი ან რამდენიმე ხისტი ზედა.

ზედა სიმძიმის ცენტრი, რომლის ღერძი სწრაფ პრეცესიას ასრულებს, პრაქტიკულად გაჩერდა და კვლავ შეიძინა გარკვეული სიჩქარე მხოლოდ მოძრაობის ბოლო ეტაპზე, როდესაც მწვერვალის ბრუნვის კუთხური სიჩქარე შესამჩნევად შემცირდა.

საკუთარი ღერძის გარშემო ბრუნვის არარსებობის შემთხვევაში, მისი წონასწორობის მდგომარეობა ღერძის ვერტიკალურ მიმართულებასთან იქნება არასტაბილური (თუ სიმძიმის ცენტრი საყრდენი წერტილის ზემოთ არის); როდესაც ზედა ღერძის გარშემო ბრუნვის კუთხური სიჩქარე საკმარისად დიდი ხდება, მისი მეროსტაზური ბრუნვის მდგომარეობა სტაბილური ხდება (არა მხოლოდ წრფივი, არამედ მკაცრი გაგებითაც), თუ მხოლოდ წონის ძალა განიხილება როგორც მოქმედი ძალა. მაგრამ თუ ჰაერის წინააღმდეგობა გავითვალისწინებთ, მაშინ დაშლის ძალები შედის მცირე რხევების განტოლებებში და თეორიულად აღმოვაჩენთ, როგორც ეს სინამდვილეშია, რომ კუთხური სიჩქარე, თუმცა ნელა, შემცირდება, ასე რომ, ბოლოს ზედა დაეცემა. ამ ფენომენის ამომწურავი ახსნა მოცემულია თავში.

ხისტი სხეულის, კარგად, ფიქსირებული წერტილის მაგალითია ზედა, რომლის წვეტიანი ფეხი ეყრდნობა სადგამში გაკეთებულ ბუდეს, ისე რომ ფეხის ეს ბოლო რჩება უმოძრაოდ, როდესაც ზედა ბრუნავს.

მთლიანი მოლეკულისთვის, რომელსაც აქვს M მასა, წონასწორობის მდგომარეობაში მბრუნავი ჯგუფის ჩათვლით, ნაპოვნია ინერციის მთავარი ცენტრალური ღერძი 1, 2, 3 და ინერციის ძირითადი მომენტები ამ ღერძების შესახებ / d, 1B, / s; შემდეგ ზედა კოორდინატთა ღერძები შედგენილია ისე, რომ ღერძი 2 ემთხვევა ზედა ბრუნის ღერძს, x ღერძი გადის ზედა სიმძიმის ცენტრში და პერპენდიკულარულია z ღერძზე, ხოლო y- ღერძი გადის x, z ღერძების გადაკვეთის წერტილში და იქნება მათზე პერპენდიკულარული. ზედა ატომები, რომლებიც დევს ბრუნვის ღერძზე z, გამორიცხულია შემდგომი განხილვისგან.

ზემოდან მაღალი ბრუნვის სიჩქარით, პრეცესიის მაჩვენებელი უმნიშვნელოა. როდესაც ზედა როტაცია სუსტდება, ყოველთვის არის პრეცესია.

ჩართეთ ელექტროძრავა და მიიყვანეთ ზევით ბრუნვის სიჩქარე 8000 rpm-მდე. როდესაც ზედა ბრუნავს, მძიმე მინერალები წყდება და იჭედება ზედა 5-ის ღარებში, ხოლო მსუბუქები სითხესთან ერთად ყრიან გამყოფი ძაბრების კედლებზე 2 და 6 და გამოსასვლელი 3-ით შედიან ბუხნერის ძაბრში. ვინაიდან ფილტრაცია ნელია, ზეთის ტუმბო ჩართულია.

იმპეტუს ბენედეტი მიმართულებას ახასიათებს და მას ერთგვარ სწორხაზოვან ელემენტად მიიჩნევს. ასე რომ, ის ხსნის ზედა ბრუნვას ჰორიზონტალური და ტანგენციალური იმპულსების სისწორით, რაც აბალანსებს იმ ნაწილების სიმძიმეს, რომლებზეც ისინი მიმაგრებულია. სანამ ზედა სიჩქარე მაღალია, ეს საშუალებას აძლევს მას შეინარჩუნოს თავისი პოზიცია. მოხმარებისას იმპულსები ადგილს უთმობენ გრავიტაციას, რაც იწვევს ზემოდან დაცემას. ამ მოსაზრებებიდან გამომდინარე, ბენედეტი აჩვენებს, რომ არ შეიძლება იყოს სრულყოფილი ბუნებრივი მოძრაობა (და ეს არის მხოლოდ მარადიული და ერთგვაროვანი წრიული მოძრაობა).

ალბათ, ბავშვობაში თითოეულ ჩვენგანს გვქონდა დაწნული ზედა სათამაშო. რა საინტერესო იყო მისი ტრიალის ყურება! და მე ძალიან მინდოდა გამეგო, რატომ ვერ დგას ფიქსირებული ზედა ვერტიკალურად, და როდესაც თქვენ დაიწყებთ მას, ის იწყებს ბრუნვას და არ ეცემა, ინარჩუნებს სტაბილურობას ერთ საყრდენზე.

მიუხედავად იმისა, რომ ზედა მხოლოდ სათამაშოა, მან მიიპყრო ფიზიკოსების ყურადღება. იულა არის სხეულის ერთ-ერთი სახეობა, რომელსაც ფიზიკაში ტრიალს უწოდებენ. როგორც სათამაშო, ყველაზე ხშირად მას აქვს სტრუქტურა, რომელიც შედგება ერთმანეთთან დაკავშირებული ორი ნახევრად კონუსისგან, რომლის ცენტრში გადის ღერძი. მაგრამ ზედა შეიძლება ჰქონდეს სხვა ფორმა. მაგალითად, საათის მექანიზმის მექანიზმი ასევე არის ზედა, როგორც გიროსკოპი - ღეროზე დამონტაჟებული მასიური დისკი. უმარტივესი ზედა შედგება დისკისგან, რომლის ცენტრში ჩასმულია ღერძი.

ვერაფერი აიძულებს დაწნულ ზედას ვერ დარჩეს, როცა ის სტაციონარულია. მაგრამ საჭიროა მხოლოდ მისი განტვირთვა, რადგან ის მყარად დადგება მკვეთრ ბოლოზე. და რაც უფრო სწრაფია მისი ბრუნვის სიჩქარე, მით უფრო სტაბილურია მისი პოზიცია.

რატომ არ ცვივა დაწნული ზედა

დააწკაპუნეთ სურათზე

ნიუტონის მიერ აღმოჩენილი ინერციის კანონის მიხედვით, ყველა მოძრაობაში მყოფი სხეული მიდრეკილია შეინარჩუნოს მოძრაობის მიმართულება და სიჩქარის სიდიდე. შესაბამისად, მბრუნავი ზედაც ემორჩილება ამ კანონს. ინერციის ძალა ხელს უშლის ზედა დაცემას, ცდილობს შეინარჩუნოს მოძრაობის ორიგინალური ბუნება. რა თქმა უნდა, გრავიტაცია ცდილობს ზემოდან ჩამოაგდოს, მაგრამ რაც უფრო სწრაფად ტრიალებს, მით უფრო რთულია ინერციის ძალის გადალახვა.

ტოპ პრეცესია

მოდით დავაწკაპუნოთ დაწნული ზედა მბრუნავი საათის ისრის საწინააღმდეგოდ ნახატზე ნაჩვენები მიმართულებით. გამოყენებული ძალის გავლენით ის მარცხნივ დაიხრება. წერტილი A მოძრაობს ქვემოთ და B წერტილი მაღლა. ორივე წერტილი, ინერციის კანონის თანახმად, წინააღმდეგობას გაუწევს ბიძგს, ცდილობს დაუბრუნდეს თავდაპირველ პოზიციას. შედეგად, იქნება პრეცესიული ძალა მიმართული ბიძგის მიმართულების პერპენდიკულარულად. დაწნული ზედაპირი მარცხნივ გადაბრუნდება 90 გრადუსიანი კუთხით მასზე გამოყენებული ძალის მიმართ. თუ ბრუნი იყო საათის ისრის მიმართულებით, ის იმავე კუთხით მარჯვნივ მოუხვევდა.

თუ ზედა არ ბრუნავს, მაშინ გრავიტაციის გავლენის ქვეშ, ის მაშინვე დაეცემა ზედაპირზე, რომელზეც მდებარეობს. მაგრამ, ბრუნვისას ის არ ეცემა, არამედ სხვა მბრუნავი სხეულების მსგავსად, იღებს იმპულსის მომენტს (კუთხური იმპულსი). ამ მომენტის სიდიდე დამოკიდებულია ზედა მასაზე და ბრუნვის სიჩქარეზე. წარმოიქმნება მბრუნავი ძალა, რომელიც აიძულებს ზედა ღერძს ბრუნვის დროს შეინარჩუნოს დახრილობის კუთხე ვერტიკალურთან მიმართებაში.

დროთა განმავლობაში, ზედა ნაწილის ბრუნვის სიჩქარე მცირდება და მისი მოძრაობა იწყებს შენელებას. მისი ზედა წერტილი თანდათან გადაიხრება თავდაპირველი პოზიციიდან გვერდებზე. მისი მოძრაობა ხდება განსხვავებულ სპირალში. ეს არის ზედა ღერძის პრეცესია.

პრეცესიის ეფექტი ასევე შეიძლება დაფიქსირდეს, თუ მისი ბრუნვის შენელების მოლოდინის გარეშე, უბრალოდ აწვება ზედა, ანუ მიმართავს მას გარე ძალას. გამოყენებული ძალის მომენტი ცვლის ზედა ღერძის კუთხური იმპულსის მიმართულებას.

ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ მბრუნავი სხეულის კუთხური იმპულსის ცვლილების სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია სხეულზე გამოყენებული ძალის მომენტის სიდიდისა.

გიროსკოპი

დააწკაპუნეთ სურათზე

თუ ცდილობთ დაწნული ზედა ნაწილის დაძაბვას, ის ირხევა და ვერტიკალურ მდგომარეობაში დაბრუნდება. უფრო მეტიც, თუ გადააგდებთ, მისი ღერძი მაინც ინარჩუნებს მიმართულებას. ტოპის ეს თვისება გამოიყენება ტექნოლოგიაში.

სანამ კაცობრიობა გამოიგონებდა გიროსკოპს, ის იყენებდა სივრცეში ორიენტაციის სხვადასხვა ხერხს. ეს იყო ქლიავის ხაზი და დონე, რომლებიც დაფუძნებული იყო გრავიტაციაზე. მოგვიანებით გამოიგონეს კომპასი, რომელშიც გამოიყენებოდა დედამიწის მაგნეტიზმი და ასტროლაბი, რომლის პრინციპი ეფუძნება ვარსკვლავების პოზიციას. მაგრამ რთულ პირობებში, ეს მოწყობილობები ყოველთვის ვერ მუშაობდნენ.

გიროსკოპის მუშაობა, რომელიც გამოიგონა მე-19 საუკუნის დასაწყისში გერმანელმა ასტრონომმა და მათემატიკოსმა იოჰან ბონენბერგერმა, არ იყო დამოკიდებული ცუდ ამინდზე, რყევაზე, დარტყმაზე ან ელექტრომაგნიტურ ჩარევაზე. ეს მოწყობილობა იყო მძიმე მეტალის დისკი, რომლის ცენტრში გადიოდა ღერძი. მთელი სტრუქტურა რგოლში იყო ჩასმული. მაგრამ მას ჰქონდა ერთი მნიშვნელოვანი ნაკლი - მისი მუშაობა სწრაფად შენელდა ხახუნის ძალების გამო.

XIX საუკუნის მეორე ნახევარში შემოთავაზებული იქნა ელექტროძრავის გამოყენება გიროსკოპის მუშაობის დასაჩქარებლად და შესანარჩუნებლად.

მეოცე საუკუნეში გიროსკოპმა შეცვალა კომპასი თვითმფრინავებში, რაკეტებსა და წყალქვეშა ნავებში.

გიროკომპასში მბრუნავი ბორბალი (როტორი) დამონტაჟებულია გიმბალის საკიდში, რომელიც წარმოადგენს უნივერსალურ დაკიდებულ საყრდენს, რომელშიც ფიქსირებულ სხეულს შეუძლია თავისუფლად ბრუნოს ერთდროულად რამდენიმე სიბრტყეში. უფრო მეტიც, სხეულის ბრუნვის ღერძის მიმართულება უცვლელი დარჩება იმისდა მიუხედავად, თუ როგორ იცვლება თავად საკიდის მდებარეობა. ასეთი სუსპენზია ძალიან მოსახერხებელია გამოსაყენებლად იქ, სადაც არის პიჩინგი. ყოველივე ამის შემდეგ, მასში დაფიქსირებული ობიექტი, რაც არ უნდა მოხდეს, ინარჩუნებს ვერტიკალურ პოზიციას.

გიროსკოპის როტორი ინარჩუნებს თავის მიმართულებას სივრცეში. მაგრამ დედამიწა ტრიალებს. და დამკვირვებელს მოეჩვენება, რომ 24 საათში როტორის ღერძი სრულ რევოლუციას ახდენს. გიროკომპასში როტორი იმართება ჰორიზონტალურ მდგომარეობაში წონის საშუალებით. გრავიტაცია ქმნის ბრუნს და როტორის ღერძი ყოველთვის მიმართულია ჩრდილოეთით.

გიროსკოპი გახდა თვითმფრინავებისა და გემების სანავიგაციო სისტემების აუცილებელი ელემენტი.

ავიაციაში გამოიყენება მოწყობილობა, რომელსაც ეწოდება დამოკიდებულების მაჩვენებელი. ეს არის გიროსკოპიული ხელსაწყო, რომელიც განსაზღვრავს მობრუნების და დახრის კუთხეებს.

ზედა ბაზაზე ასევე შეიქმნა გიროსკოპიული სტაბილიზატორები. სწრაფად მბრუნავი დისკი ხელს უშლის ბრუნვის ღერძის შეცვლას, "აქრობს" გემებზე დარტყმას. ასეთი სტაბილიზატორები ასევე გამოიყენება ვერტმფრენებში მათი ვერტიკალური და ჰორიზონტალური ბალანსის სტაბილიზაციისთვის.

არა მხოლოდ ზედა ნაწილს შეუძლია შეინარჩუნოს სტაბილური პოზიცია ბრუნვის ღერძთან შედარებით. თუ სხეულს აქვს სწორი გეომეტრიული ფორმა, ბრუნვის დროს მას ასევე შეუძლია სტაბილურობის შენარჩუნება.

ზედა "ნათესავები".

ზედა "ნათესავები" ჰყავს. ეს არის ველოსიპედი და თოფის ტყვია. ერთი შეხედვით, ისინი სრულიად განსხვავებულები არიან. რა აერთიანებს მათ?

ველოსიპედის თითოეული ბორბალი შეიძლება ჩაითვალოს ზედა. თუ ბორბლები სტაციონარულია, ველოსიპედი გვერდზე ეცემა. და თუ ისინი შემოვა, მაშინ ის ინარჩუნებს წონასწორობას.

და თოფიდან ნასროლი ტყვიაც ფრენისას ტრიალებს, როგორც დაწნული ზედა. ის ასე იქცევა, რადგან თოფის ლულას აქვს ხრახნიანი თოფი. მათში გავლისას ტყვია იღებს ბრუნვის მოძრაობას. ჰაერში კი იგივე პოზიციას ინარჩუნებს, როგორც საბარგულში, მკვეთრი ბოლოთი წინ. ქვემეხის ჭურვები იმავე გზით ბრუნავს. ძველი ქვემეხებისგან განსხვავებით, რომლებიც ისროდნენ თოფებს, ფრენის დიაპაზონი და ასეთი ჭურვების დარტყმის სიზუსტე უფრო მაღალია.

ბავშვები ხან ძალიან ცნობისმოყვარეები არიან და ხან სვამენ კითხვებს, რომლებზე პასუხის გაცემა ძალიან რთულია. მაგალითად, რატომ არ ვარდებიან მისგან ადამიანები? ბოლოს და ბოლოს, ის მრგვალია, ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო და მოძრაობს კიდეც სამყაროს უზარმაზარ სივრცეებში ვარსკვლავების უზარმაზარ რაოდენობას შორის. რატომ შეიძლება, ამავდროულად, ადამიანს მშვიდად სიარული, დივანზე დაჯდომა და საერთოდ არ ინერვიულოს? გარდა ამისა, ზოგიერთი ხალხი ცხოვრობს "თავდაყირა". დიახ, და ჩამოვარდნილი სენდვიჩი მიწაზე ეცემა და ცაში არ დაფრინავს. იქნებ რამე მიგვაზიდოს დედამიწაზე და ვერ ჩამოვძვრეთ?

რატომ არ ვარდებიან ადამიანები დედამიწის ზედაპირიდან?

თუ ბავშვმა დაიწყო ასეთი კითხვების დასმა, მაშინ შეგიძლიათ უთხრათ გრავიტაციის შესახებ, ან სხვა გზით - დედამიწის მიზიდულობის შესახებ. ყოველივე ამის შემდეგ, სწორედ ეს ფენომენი იწვევს ნებისმიერი ობიექტის მისწრაფებას დედამიწის ზედაპირისკენ. გრავიტაციის წყალობით ადამიანი არ ეცემა და არ მიფრინავს.

დედამიწის გრავიტაცია საშუალებას აძლევს პლანეტის მოსახლეობას თავისუფლად იმოძრაოს მის ზედაპირზე, აღმართოს შენობები და ყველა სახის ნაგებობა, ციგა ან მთაზე თხილამურებით სრიალი. გრავიტაციის წყალობით, ობიექტები მაღლა ფრენის ნაცვლად ეცემა ქვემოთ. ამის პრაქტიკაში შესამოწმებლად საკმარისია ბურთის გადაგდება. მიწაზე მაინც დაეცემა. ამიტომ ადამიანები დედამიწის ზედაპირიდან არ ვარდებიან.

მაგრამ რაც შეეხება მთვარეს?

რა თქმა უნდა, გრავიტაცია არ აძლევს ადამიანს დედამიწიდან ჩამოვარდნის საშუალებას. მაგრამ ჩნდება სხვა კითხვა - რატომ არ ეცემა მასზე მთვარე? პასუხი ძალიან მარტივია. მთვარე მუდმივად მოძრაობს ჩვენი პლანეტის ორბიტაზე. თუ დედამიწის თანამგზავრი გაჩერდება, მაშინ ის აუცილებლად დაეცემა პლანეტის ზედაპირზე. ამის დადასტურებაც შესაძლებელია პატარა ექსპერიმენტის ჩატარებით. ამისთვის თხილს მიამაგრეთ ძაფი და გაშალეთ. ის მოძრაობს ჰაერში, სანამ არ გაჩერდება. თუ შეწყვეტთ ტრიალს, მაშინ კაკალი უბრალოდ დაეცემა. ასევე აღსანიშნავია, რომ მთვარის გრავიტაცია დედამიწის მიზიდულობაზე დაახლოებით 6-ჯერ სუსტია. სწორედ ამ მიზეზით იგრძნობა აქ უწონადობა.

ყველას აქვს

თითქმის ყველა ობიექტს აქვს მიზიდულობის ძალა: ცხოველებს, მანქანებს, შენობებს, ადამიანებს და ავეჯსაც კი. და ადამიანი არ იზიდავს სხვა ადამიანს მხოლოდ იმიტომ, რომ ჩვენი გრავიტაცია საკმარისად დაბალია.

მიზიდულობის ძალა პირდაპირ დამოკიდებულია ცალკეულ სხეულებს შორის მანძილზე, ასევე მათ მასაზე. ვინაიდან ადამიანი ძალიან ცოტას იწონის, მას იზიდავს არა სხვა ობიექტები, არამედ დედამიწა. ყოველივე ამის შემდეგ, მისი მასა გაცილებით დიდია. დედამიწა ძალიან დიდია. ჩვენი პლანეტის მასა უზარმაზარია. ბუნებრივია, მიზიდულობის ძალა დიდია. ამის გამო ყველა ობიექტი იზიდავს დედამიწას.

როდის აღმოაჩინეს გრავიტაცია?

ბავშვებს არ აინტერესებთ მოსაწყენი ფაქტები. მაგრამ გრავიტაციის აღმოჩენის ამბავი საკმაოდ უცნაური და სასაცილოა. აღმოაჩინა ისააკ ნიუტონმა. მეცნიერი იჯდა ვაშლის ხის ქვეშ და ფიქრობდა სამყაროზე. ამ დროს ნაყოფი დაეცა თავზე. ამის შედეგად მეცნიერმა გააცნობიერა, რომ ყველა ობიექტი ზუსტად ეცემა, რადგან არსებობს მიმზიდველი ძალა. განაგრძო კვლევა. მეცნიერმა აღმოაჩინა, რომ მიზიდულობის ძალა დამოკიდებულია სხეულების მასაზე, ასევე მათ შორის მანძილზე. მან ასევე დაამტკიცა, რომ დიდ მანძილზე მდებარე ობიექტებს არ შეუძლიათ ერთმანეთზე ზემოქმედება. ასე გაჩნდა გრავიტაციის კანონი.

ყველაფერი იშლება: პატარა ექსპერიმენტი

იმისათვის, რომ ბავშვმა უკეთ გაიგოს, რატომ არ ვარდებიან ადამიანები დედამიწის ზედაპირიდან, შეგიძლიათ ჩაატაროთ პატარა ექსპერიმენტი. ამას დასჭირდება:

1. მუყაო.
2. თასი.
3. წყალი.

ჭიქა ბოლომდე უნდა იყოს სავსე სითხით. ამის შემდეგ, კონტეინერი უნდა დაიფაროს მუყაოს საშუალებით, რათა ჰაერი არ მოხვდეს შიგნით. ამის შემდეგ, თქვენ უნდა გადააქციოთ ჭიქა თავდაყირა, მუყაოს ხელით დაჭერისას. უმჯობესია ექსპერიმენტი ჩაატაროთ ნიჟარაზე.

Რა მოხდა? მუყაო და წყალი დარჩა ადგილზე. ფაქტია, რომ კონტეინერში ჰაერი აბსოლუტურად არ არის. მუყაო და წყალი გარედან ჰაერის წნევას ვერ გადალახავს. სწორედ ამ მიზეზით რჩებიან ისინი თავიანთ ადგილებზე.