Video 1. Eksperimento sa pag-ikot ng mas magaan na tuktok.
Ang pang-eksperimentong data ay ipinapakita sa Talahanayan 1.

Talahanayan 1. Pang-eksperimentong data para sa pag-ikot ng mas magaan na tuktok. Ginagawa ang mga sukat ng oras para sa bawat ika-10 rebolusyon.
Ang mga turnover ay na-convert sa distansya


Ang graph ng mathematical model of speed ay ipinapakita sa fig. 3.
Ang graph ng mathematical model ng coordinate ay ipinapakita sa fig. 4.


kanin. Fig. 3. Graph ng mathematical model of speed para sa IDVSD ng tuktok sa unang eksperimento. Ang data ng pang-eksperimentong bilis ay ipinahiwatig ng mga asul na tuldok.

kanin. Fig. 4. Graph ng mathematical model ng coordinate para sa IDVUSDD ng tuktok sa unang eksperimento. Ang mga pang-eksperimentong coordinate ng data ay minarkahan ng mga asul na tuldok.

3. Pag-aaral ng pangalawang (mas mabigat) na tuktok.

Ang paggalaw (pag-ikot) ng pangalawang tuktok ay ire-record sa pamamagitan ng pag-record ng video na may frame rate na 600 mga frame bawat segundo.

Nangungunang timbang: 0.015 kg.
Ang diameter ng tuktok ay 0.057 metro.

kanin. 5. Pangkalahatang view ng pangalawa, mas mabigat na tuktok.

Video 2. Eksperimento sa pag-ikot ng mas mabigat na tuktok.
Ang pang-eksperimentong data ay ipinapakita sa Talahanayan 2.

Talahanayan 2. Pang-eksperimentong data para sa pag-ikot ng mas mabigat na tuktok. Ginagawa ang mga sukat ng oras para sa bawat ika-10 rebolusyon.


Ang graph ng mathematical model of speed ay ipinapakita sa fig. 6.
Ang graph ng mathematical model ng coordinate ay ipinapakita sa fig. 7.


kanin. Fig. 6. Graph ng mathematical model of speed para sa IDVSD ng tuktok sa ikalawang eksperimento. Ang data ng pang-eksperimentong bilis ay ipinahiwatig ng mga asul na tuldok.


kanin. Fig. 7. Graph ng mathematical model ng coordinate para sa IDVUSDD ng tuktok sa pangalawang eksperimento. Ang mga pang-eksperimentong coordinate ng data ay minarkahan ng mga asul na tuldok.

4. Paghahambing ng mga graph ng bilis para sa una at pangalawang eksperimento.

Ang Figure 8 ay nagpapakita ng dalawang mga graph ng bilis - para sa isang magaan na tuktok at para sa isang mas mabigat na tuktok.
Ang graph ng mathematical na modelo ng bilis para sa mas magaan na tuktok ay naka-plot ng mga berdeng tuldok. Ang graph ng mathematical na modelo ng bilis para sa mas mabigat na tuktok ay naka-plot na may mga asul na tuldok.


kanin. 8. Mga graph ng bilis para sa magaan at mabibigat na tuktok. Ang mga pang-eksperimentong coordinate ng data ay minarkahan ng mga asul na tuldok.

Ang mga umiikot na tuktok (flywheels) ay mayroon pa ring maraming sikreto. Kung tutuusin, iyong modelo ng banig na dinala ko ay hindi lamang ang pagpipilian para sa paggalaw ng mga pang-itaas (flywheels). Dapat kang magpatuloy sa paghahanap, at galugarin ang mga tuktok mula sa iba't ibang mga materyales at kahit na mga magnet.

5. Pananaliksik ng isang tansong tuktok - capstan.

Ang paggalaw (pag-ikot) ng brass top ay ire-record ng video recording na may frame rate na 600 frames per second.
Upang matukoy ang distansya na nilakbay, naglalagay kami ng pulang marka sa ibabaw ng tuktok na disk.
Nangungunang timbang: 0.104 kg.
Ang diameter ng tuktok ay 0.05 metro.

kanin. 9. Pangkalahatang view ng isang tansong tuktok.

Video 3. Eksperimento sa pag-ikot ng isang tansong tuktok.
Ang pang-eksperimentong data ay ipinapakita sa Talahanayan 3.

Talahanayan 3. Pang-eksperimentong data para sa pag-ikot ng isang tansong tuktok. Ginagawa ang mga sukat ng oras para sa bawat ika-10 rebolusyon.


Ang graph ng mathematical model of speed ay ipinapakita sa fig. sampu.
Ang graph ng mathematical model ng coordinate ay ipinapakita sa fig. labing-isa.


kanin. Fig. 10. Graph ng mathematical model of speed para sa IDVSD ng isang brass top. Ang data ng pang-eksperimentong bilis ay ipinahiwatig ng mga asul na tuldok.

kanin. Fig. 11. Graph ng mathematical model ng coordinate para sa IDVUSD ng isang brass top. Ang mga pang-eksperimentong coordinate ng data ay minarkahan ng mga asul na tuldok.

Ang umiikot na tuktok ay kamangha-manghang! Maaari mong tingnan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa loob ng mahabang panahon, tulad ng sa apoy ng apoy, nakakaranas ng hindi mapawi na interes, kuryusidad at ilang iba pang hindi maintindihan na damdamin ... Sa pag-unawa sa teorya ng klasikong umiikot na tuktok at ang sapat na aplikasyon nito sa pagsasanay, marahil ang "aso ay inilibing" ...

Ang paggamit at pananakop ng gravity ... O baka gusto lang natin minsan isipin kaya kapag nakakita tayo ng mga phenomena na hindi natin agad maintindihan at mabigyan ng paliwanag.

Simulan natin ang pagsagot sa tanong sa pamagat ng artikulo. Hinati ko ang teksto ng sagot sa mga maikling may bilang na mga talata upang gawing mas madali hangga't maaari para sa pang-unawa ng impormasyon na may posibilidad ng mga pagkagambala sa panahon ng proseso ng pagbabasa at isang madaling kasunod na pagbabalik sa teksto at kahulugan ng artikulo. Lumipat sa susunod na talata pagkatapos lamang maunawaan ang kakanyahan ng nauna.

Lumiko tayo sa larawan, na nagpapakita ng isang klasikong umiikot na tuktok.

1. Fixed absolute coordinate system baka 0 y 0 z 0 ipinapakita sa purple sa figure. Ang sentro ng isang hugis-parihaba na Cartesian coordinate system ay isang punto O kung saan nakapatong ang umiikot na tuktok.

2. Paglipat ng coordinate system Cxyz ipinapakita sa figure sa asul. Ang mga palakol ng sistemang ito ay hindi umiikot sa tuktok, ngunit ulitin ang lahat ng iba pang mga paggalaw nito! Ang sentro ng rectangular coordinate system na ito ay ang punto C, na nasa gitnang eroplano ng tuktok na disk at ang sentro ng masa nito.

3. Ang relatibong paggalaw ng tuktok ay ang paggalaw (pag-ikot) na may kaugnayan sa gumagalaw na coordinate system Cxyz.

4. Ang portable na paggalaw ay ang paggalaw ng tuktok kasama ang gumagalaw na coordinate system Cxyz kaugnay sa nakapirming sistema baka 0 y 0 z 0 .

5. Ang mga vectors ng mga puwersa at mga sandali ay ipinapakita sa berde sa figure.

6. Ang tuktok na disk ay may masa m at timbang G= m* g, saan g- acceleration ng gravity.

7. Ang katotohanan na ang isang hindi umiikot na tuktok ay bumagsak sa gilid nito, bilang isang panuntunan, ay hindi nakakagulat sa sinuman. Ang tuktok ay bumagsak sa tagiliran nito dahil sa pagbaligtad na sandali Mdef= G* P, na hindi maaaring hindi lumabas para sa anumang bahagyang paglihis ng axis ng tuktok z mula sa patayong axis z 0 . Dito P- lakas ng balikat G, sinusukat sa kahabaan ng axis y.

8. Ayon sa figure, ang pagbagsak ng isang hindi umiikot na tuktok ay nangyayari sa paligid ng axis x!

May kaugnayan sa absolute fixed coordinate system baka 0 y 0 z 0 aksis x kapag bumabagsak, gumagalaw ito sa parallel na plane-parallel sa isang cylindrical surface na may radius OC.

Aksis y habang gumugulong sa isang bilog na may radius OC, pagbabago ng direksyon sa ganap na espasyo kasama ng axis z, na umiikot sa isang punto O.

Isinasaalang-alang ang pagbagsak ng tuktok sa ganap na espasyo na may paggalang sa punto C, maaari nating tapusin na ang tuktok at ang sistema ng coordinate ay mahigpit na nauugnay dito Cxyz umiikot sa paligid ng isang axis x sa direksyon ng overturning moment Mdef.

9. Isaalang-alang ang paggalaw ng isang arbitrary na materyal na punto na kabilang sa disk ng isang umiikot na tuktok. Upang gawin ito, pumili ng isang punto A, na may masa mA at pagsisinungaling, halimbawa, sa eroplano xy sa paligid ng disk sa malayo R mula sa gitna ng masa ng punto C.

10. Ipinapalagay namin na sa simula ang punto A may linear velocity ng relative motion VArel, dahil lamang sa paikot na paggalaw ng tuktok sa paligid ng axis z. Vektor ng bilis VArel parallel sa axis x.

11. Tandaan na ang isang tuktok na umiikot clockwise na may napakataas na angular na bilis ω rel sa paligid ng axis z, ang sandali ay may bisa pa rin Mdef, na nagreresulta mula sa hindi maiiwasang paunang paglihis ng axis z mula sa patayo.

12. Ang isang punto na may masa ay hindi maaaring agad na baguhin ang bilis nito dahil para dito kailangan itong bigyan ng isang acceleration katumbas ng infinity - na itinuturing na imposible dahil sa batas ng pagkawalang-galaw. Nangangahulugan ito na ang pagtaas sa bilis VAlane dulot ng pagbaligtad na sandali Mdef, ay magaganap nang ilang panahon at ang umiikot na tuktok ay magkakaroon ng oras upang lumiko sa isang tiyak na anggulo. Upang gawing simple ang paliwanag ng proseso, ipinapalagay namin na may kondisyon na ang bilis ng paglipat ng punto A VAlane umabot sa pinakamataas nito sa sandaling ang punto A umiikot ng 90° (¼ turn) at nag-intersect sa axis x.

13. Sa figure, ang mga vectors ng portable velocity ng point A VAlane sa iba't ibang oras sa iba't ibang mga anggulo ng pag-ikot ay ipinapakita sa magenta, at ang kamag-anak na bilis ng vector VArel sa unang posisyon ng punto ay ipinapakita sa kayumanggi.

14. Alinsunod sa nabanggit sa itaas, kung titingnan mo ang figure, magiging malinaw na ang tuktok ay magsisimulang mag-tipping hindi sa paligid ng axis x, sa paligid ng axis y!

15. Dahil sa nagresultang portable kilusan (overturning), kapag ang punto A sa pamamagitan ng paggawa ng rebolusyon sa paligid ng axis z, ay babalik sa unang posisyon sa axis y, ang absolute velocity vector nito VA ay ibababa sa direksyon ng pagtaob, iyon ay, sa direksyon ng portable na paggalaw na may kaugnayan sa relatibong velocity vector VArel.

16. Anumang pagbabago sa bilis ay maaari lamang dahil sa pagkilos ng non-zero acceleration! Sa kasong ito, ang acceleration na ito ay tinatawag na Coriolis acceleration. acore. Ito ay nakadirekta sa linya ng pagkilos ng bilis VAlane portable na paggalaw na naging sanhi nito. Vector acore parallel sa axis z.

17. Portable motion na nagdulot ng Coriolis acceleration acore, ay nagbibigay ng pagtaas, ayon sa pagkakabanggit, sa puwersa ng pagkawalang-galaw Fcore, na kumikilos sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng vector acore.

18. Sa turn, ang Coriolis force of inertia Fcore lumilikha ng isang sandali tungkol sa axis x Mgir= Fcore* R tinatawag na gyroscopic moment. Ito ay ang gyroscopic moment Mgir, sinasalungat ang pagbaligtad na sandali Mdef, binabalanse ang sistema at hindi pinapayagan ang umiikot na tuktok na mahulog sa gilid nito !!!

19. Ang umiikot na tuktok, na walang oras upang lumiko sa isang axis, ay nagsisimulang umikot sa isa pa, at iba pa, hangga't mayroong pag-ikot, habang kumikilos ang kinetic moment H= ω rel* m* R 2 /2 !

Sa makasagisag na paraan, masasabi natin ito: sa sandaling magsimulang mahulog ang isang umiikot na tuktok sa ilalim ng pagkilos ng sandali ng grabidad Mdef, pag-ikot sa isang tiyak na axis, kaya pagkaraan ng ilang sandali ay lumitaw ang isang gyroscopic moment sa paligid ng parehong axis Mgir pinipigilan ang pag-ikot na ito. Kaya't ang dalawang sandaling ito ay "maglaro ng catch-up" - ang isa ay bumaba sa tuktok, ang isa ay pinipigilan itong mahulog ...

20. Axis z, mahigpit na konektado sa axis ng pag-ikot ng tuktok, inilalarawan sa absolute coordinate system baka 0 y 0 z 0 kono na may tuktok sa isang punto O. Ang gayong pabilog na paggalaw ng axis z sa bilis ω lane tinatawag na precession.

21. Ang vector diagram na ipinapakita sa figure sa ibaba ay nagpapakita, pagbabalanse sa isa't isa, ang overturning moment of gravity Mdef at gyroscopic moment Mgir.

Mdef= Mgir= H* ω lane

Gyroscopic na sandali Mgir sinusubukang i-rotate ang angular momentum vector sa pinakamaikling landas H sa direksyon ng angular velocity vector ng translational rotation ω lane. Sa kasong ito, ang precession ay isang vector ω lane- naglalayong paikutin ang parehong vector H at pagsamahin ito sa isa pang pinakamaikling landas kasama ang vector ng overturning moment of gravity Mdef. Tinutukoy ng dalawang aksyon na ito ang batayan ng phenomenon, na ang pangalan ay ang gyroscopic effect.

Basta may rotation ω rel≠0 ), ang tuktok ay may kinetic moment H, na nagsisiguro sa pagkakaroon ng gyroscopic moment Mgir, na siya namang nagbabayad para sa pagkilos ng sandali ng grabidad Mdef, na nagbunga ng gyroscopic moment Mgir…

Ganito ang kuwento ng "bahay na itinayo ni Jack", tanging ang bilog ang sarado, at ito ay umiiral habang "ang tuktok ay umiikot - ang saya ng pagkabata"!

Inilatag ni Leonard Euler (Russia) ang mga pundasyon para sa teorya ng tuktok sa pamamagitan ng paglutas ng problema para sa tuktok na may sentro ng grabidad sa fulcrum. Ang teorya ay binuo ni Joseph Louis Lagrange (France), na nalutas ang problema sa isang tuktok na ang sentro ng grabidad ay nasa axis ng pag-ikot, ngunit hindi sa fulcrum. Sofya Vasilievna Kovalevskaya (Russia) ang pinaka-advance sa paglutas ng problema ng teorya ng tuktok, paglutas ng problema para sa isang tuktok na may sentro ng grabidad na hindi nakahiga sa axis ng pag-ikot.

... O marahil ang pag-ikot ng tuktok ay nangyayari para sa ganap na magkakaibang mga kadahilanan, at hindi ayon sa teorya sa itaas, na sinabi ni Lagrange sa mundo? Marahil ang modelong ito ay naglalarawan ng proseso "tama", ngunit ang pisikal na kakanyahan ay naiiba? Sino ang nakakaalam ... ngunit wala pa ring mathematical na solusyon sa problema sa pangkalahatang mga termino, at ang umiikot na tuktok ay hindi pa nagsiwalat ng ganap na lahat ng mga lihim nito sa sangkatauhan.

Mag-subscribe sa mga anunsyo ng mga artikulo sa mga kahon na matatagpuan sa dulo ng bawat artikulo o sa tuktok ng bawat pahina, at Huwag kalimutan kumpirmahin subscription .

P kumpirmahin kailangan ng subscription sa pamamagitan ng pag-click sa link sa isang liham na darating sa iyo sa tinukoy na mail (maaaring dumating sa isang folder « Spam » )!!!

Babasahin ko ang iyong mga komento nang may interes, mahal na mga mambabasa!

Pahina 3

Ipinapakita ng formula (92.1) na ang angular velocity ng precession coj ay mas maliit, mas malaki ang angular na bilis ng pag-ikot ng tuktok sa paligid ng axis ng symmetry nito.

Formula (92.1) ay nagpapakita na ang angular velocity ng precession ω, mas mababa, mas malaki ang angular velocity ng pag-ikot ng tuktok sa paligid ng axis ng symmetry nito.

Ang posisyon ng axis ng figure (ang axis ng symmetry ng katawan) ay madaling itatag sa anumang tuktok at obserbahan ang mga paggalaw nito sa panahon ng pag-ikot ng tuktok. Ang instant axis ng pag-ikot ay, sa pangkalahatan, hindi nakikita.

Ang mga grupo ng metal ay maaaring ituring bilang simetriko na tuktok, na mayroong dalawang sandali ng pagkawalang-galaw tungkol sa mga palakol na patayo sa pangunahing axis ng pag-ikot ng tuktok.

Ang mga grupo ng metal ay maaaring ituring bilang simetriko na tuktok, na mayroong dalawang sandali ng pagkawalang-galaw tungkol sa mga palakol na patayo sa pangunahing axis ng pag-ikot ng tuktok. Kadalasan sa isang molekula, maaaring makilala ng isang tao ang isang matibay na base, kung saan nauugnay ang isa o higit pang matibay na tuktok.

Panloob na pag-ikot /t/1/a, (VI. 152.

Ang mga grupo ng metal ay maaaring ituring bilang simetriko na mga tuktok, na may dalawang sandali ng pagkawalang-galaw tungkol sa mga palakol na patayo sa pangunahing axis ng pag-ikot ng tuktok. Kadalasan sa isang molekula ay maaaring makilala ng isang tao ang isang matibay na base, kung saan ang isa o ilang matibay na tuktok ay konektado.

Ang sentro ng grabidad ng tuktok, ang axis na kung saan ay gumaganap ng isang mabilis na pag-uuna, halos huminto at muling nakakuha ng ilang bilis lamang sa huling yugto ng paggalaw, kapag ang angular na bilis ng pag-ikot ng tuktok ay kapansin-pansing nabawasan.

Sa kawalan ng pag-ikot tungkol sa sarili nitong axis, ang estado ng equilibrium nito na may patayong direksyon ng axis ay magiging hindi matatag (kung ang sentro ng grabidad ay mas mataas kaysa sa fulcrum); kapag ang angular na bilis ng pag-ikot ng tuktok sa paligid ng axis ay naging sapat na malaki, ang estado ng merostatic na pag-ikot nito ay nagiging matatag (hindi lamang sa linear, ngunit kahit na sa mahigpit na kahulugan), kung ang puwersa ng timbang lamang ay itinuturing na puwersa ng kumikilos. Ngunit kung ang paglaban ng hangin ay isinasaalang-alang, kung gayon ang mga dissipative na pwersa ay pumapasok sa mga equation ng maliliit na oscillations, at ayon sa teorya ay nakita natin, tulad ng kaso sa katotohanan, na ang angular velocity, kahit na dahan-dahan, ay bababa, upang sa huli ay ang tuktok. mahuhulog. Ang isang kumpletong paliwanag ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ibibigay sa Chap.

Ang isang halimbawa ng isang matibay na katawan, na rin, isang nakapirming punto, ay isang tuktok, ang matulis na binti ay nakasalalay sa isang pugad na ginawa sa isang stand, upang ang dulo ng binti ay mananatiling hindi gumagalaw kapag ang tuktok ay umiikot.

Para sa buong molekula na may mass M, kabilang ang umiikot na grupo sa isang posisyon ng balanse, ang pangunahing mga gitnang axes ng inertia 1, 2, 3 at ang mga pangunahing sandali ng inertia tungkol sa mga axes / d, 1B, / s ay matatagpuan; pagkatapos ay ang mga coordinate axes ng tuktok ay iguguhit upang ang axis 2 ay tumutugma sa axis ng pag-ikot ng tuktok, ang x-axis ay dumadaan sa gitna ng gravity ng tuktok at patayo sa z-axis, at ang y- axis ay dumadaan sa intersection point ng mga axes x, z at magiging patayo sa kanila. Ang mga nangungunang atom na nakahiga sa rotation axis z ay hindi kasama sa karagdagang pagsasaalang-alang.

Sa isang mataas na bilis ng pag-ikot ng tuktok, ang precession rate ay bale-wala. Kapag humina ang pag-ikot ng tuktok, palaging may precession.

I-on ang de-koryenteng motor at dalhin ang bilis ng pag-ikot ng tuktok sa 8000 rpm. Kapag ang tuktok ay umiikot, ang mga mabibigat na mineral ay tumira at natigil sa mga uka ng nangungunang 5, at ang mga magaan ay itinatapon kasama ng likido sa mga dingding ng naghihiwalay na mga funnel 2 at 6 at sa pamamagitan ng outlet 3 ay pumasok sa Buchner funnel. Dahil mabagal ang pagsasala, naka-on ang oil pump.

Tinutukoy ng Impetus Benedetti ang direksyon, isinasaalang-alang ito bilang isang uri ng rectilinear na elemento. Kaya, ipinaliwanag niya ang pag-ikot ng tuktok sa pamamagitan ng straightness ng pahalang at tangential impetuses, na nagbabalanse sa kalubhaan ng mga bahagi kung saan sila nakakabit. Hangga't ang bilis ng tuktok ay mataas, pinapayagan nito na mapanatili ang posisyon nito. Kapag natupok, ang mga impetus ay nagbibigay daan sa gravity, na humahantong sa pagbagsak ng tuktok. Batay sa mga pagsasaalang-alang na ito, ipinakita ni Benedetti na maaaring walang perpektong natural na paggalaw (at ito ay walang hanggan at pare-parehong pabilog na paggalaw).

Malamang, bawat isa sa atin noong pagkabata ay may umiikot na laruan. Nakatutuwang panoorin ang kanyang pag-ikot! At talagang gusto kong maunawaan kung bakit ang isang nakapirming tuktok ay hindi maaaring tumayo nang patayo, at kapag inilunsad mo ito, nagsisimula itong iikot at hindi mahulog, na pinapanatili ang katatagan sa isang suporta.

Bagama't laruan lamang ang tuktok, naakit nito ang malapit na atensyon ng mga physicist. Si Yula ay isa sa mga uri ng katawan, na sa physics ay tinatawag na spinning top. Bilang isang laruan, madalas na mayroon itong istraktura na binubuo ng dalawang kalahating kono na konektado nang magkasama, sa gitna kung saan ang isang axis ay pumasa. Ngunit ang tuktok ay maaaring magkaroon ng ibang anyo. Halimbawa, ang gear ng mekanismo ng orasan ay isa ring tuktok, tulad ng isang gyroscope - isang napakalaking disk na naka-mount sa isang baras. Ang pinakasimpleng tuktok ay binubuo ng isang disk, sa gitna kung saan ang isang axis ay ipinasok.

Walang makakapagpapanatiling patayo ang umiikot na tuktok kapag ito ay nakatigil. Ngunit ang isa ay dapat lamang na i-unwind ito, dahil ito ay matatag na nakatayo sa matalim na dulo. At mas mabilis ang bilis ng pag-ikot nito, mas matatag ang posisyon nito.

Bakit hindi nahuhulog ang umiikot na tuktok

Mag-click sa larawan

Ayon sa batas ng pagkawalang-galaw, na natuklasan ni Newton, ang lahat ng mga katawan sa paggalaw ay may posibilidad na mapanatili ang direksyon ng paggalaw at ang magnitude ng bilis. Alinsunod dito, ang umiikot na tuktok ay sumusunod din sa batas na ito. Pinipigilan ng puwersa ng pagkawalang-galaw ang tuktok mula sa pagbagsak, sinusubukang mapanatili ang orihinal na katangian ng paggalaw. Siyempre, sinusubukan ng gravity na ibagsak ang tuktok, ngunit ang mas mabilis na pag-ikot nito, mas mahirap na pagtagumpayan ang puwersa ng pagkawalang-galaw.

Nangungunang pangunguna

Itulak natin ang umiikot na tuktok na umiikot nang counterclockwise sa direksyon na ipinapakita sa figure. Sa ilalim ng impluwensya ng inilapat na puwersa, ito ay tumagilid sa kaliwa. Ang point A ay gumagalaw pababa at ang point B ay gumagalaw pataas. Ang parehong mga punto, ayon sa batas ng pagkawalang-galaw, ay lalaban sa pagtulak, sinusubukang bumalik sa kanilang orihinal na posisyon. Bilang resulta, magkakaroon ng precessional na puwersa na nakadirekta patayo sa direksyon ng pagtulak. Ang umiikot na tuktok ay liliko sa kaliwa sa isang anggulo ng 90 degrees na may paggalang sa puwersa na inilapat dito. Kung clockwise ang pag-ikot, liliko ito sa kanan sa parehong anggulo.

Kung ang tuktok ay hindi umiikot, pagkatapos ay sa ilalim ng impluwensya ng grabidad, agad itong mahuhulog sa ibabaw kung saan ito matatagpuan. Ngunit, habang umiikot, hindi ito nahuhulog, ngunit, katulad ng iba pang mga umiikot na katawan, ito ay tumatanggap ng isang sandali ng momentum (angular momentum). Ang magnitude ng sandaling ito ay nakasalalay sa masa ng tuktok at ang bilis ng pag-ikot. Lumilitaw ang isang umiikot na puwersa, na pinipilit ang axis ng tuktok na mapanatili ang anggulo ng pagkahilig na nauugnay sa patayo sa panahon ng pag-ikot.

Sa paglipas ng panahon, ang bilis ng pag-ikot ng tuktok ay bumababa, at ang paggalaw nito ay nagsisimulang bumagal. Ang itaas na punto nito ay unti-unting lumilihis mula sa orihinal nitong posisyon patungo sa mga gilid. Ang paggalaw nito ay nagaganap sa isang divergent spiral. Ito ang precession ng axis ng tuktok.

Ang epekto ng precession ay maaari ding maobserbahan kung, nang hindi naghihintay para sa pag-ikot nito na bumagal, ang isa ay itinulak lamang ang tuktok, ibig sabihin, nalalapat ang isang panlabas na puwersa dito. Ang sandali ng inilapat na puwersa ay nagbabago sa direksyon ng angular na momentum ng axis ng tuktok.

Nakumpirma sa eksperimento na ang rate ng pagbabago ng angular momentum ng isang umiikot na katawan ay direktang proporsyonal sa magnitude ng moment of force na inilapat sa katawan.

Gyroscope

Mag-click sa larawan

Kung susubukan mong itulak ang isang umiikot na tuktok, ito ay uugoy at babalik sa isang patayong posisyon. Bukod dito, kung isusuka mo ito, mananatili pa rin ang axis nito sa direksyon nito. Ang pag-aari na ito sa tuktok ay ginagamit sa teknolohiya.

Bago naimbento ng sangkatauhan ang gyroscope, gumamit ito ng iba't ibang paraan ng oryentasyon sa kalawakan. Ang mga ito ay isang plumb line at isang antas, na nakabatay sa gravity. Nang maglaon, naimbento ang compass, na gumamit ng magnetism ng Earth, at ang astrolabe, na ang prinsipyo ay batay sa posisyon ng mga bituin. Ngunit sa mahirap na mga kondisyon, ang mga aparatong ito ay hindi palaging gumagana.

Ang gawain ng gyroscope, na naimbento sa simula ng ika-19 na siglo ng German astronomer at mathematician na si Johann Bonenberger, ay hindi nakadepende sa masamang panahon, pagyanig, pagtatayo o electromagnetic interference. Ang device na ito ay isang heavy metal na disk, kung saan dumaan ang isang axis sa gitna. Ang buong istraktura ay nakapaloob sa isang singsing. Ngunit mayroon siyang isang makabuluhang disbentaha - ang kanyang trabaho ay mabilis na bumagal dahil sa mga puwersa ng friction.

Sa ikalawang kalahati ng ika-19 na siglo, iminungkahi na gumamit ng de-kuryenteng motor upang mapabilis at mapanatili ang pagpapatakbo ng gyroscope.

Noong ikadalawampu siglo, pinalitan ng gyroscope ang compass sa mga sasakyang panghimpapawid, rocket, at mga submarino.

Sa isang gyrocompass, ang isang umiikot na gulong (rotor) ay naka-install sa isang gimbal suspension, na isang unibersal na hinged support kung saan ang isang nakapirming katawan ay maaaring malayang umikot nang sabay-sabay sa ilang mga eroplano. Bukod dito, ang direksyon ng axis ng pag-ikot ng katawan ay mananatiling hindi nagbabago anuman ang pagbabago ng lokasyon ng suspensyon mismo. Ang nasabing suspensyon ay napaka-maginhawang gamitin kung saan mayroong pitching. Pagkatapos ng lahat, ang bagay na naayos sa loob nito ay mapanatili ang isang patayong posisyon kahit na ano.

Ang gyroscope rotor ay nagpapanatili ng direksyon nito sa espasyo. Ngunit umiikot ang lupa. At tila sa tagamasid na sa 24 na oras ang rotor axis ay gumagawa ng isang kumpletong rebolusyon. Sa isang gyrocompass, ang rotor ay gaganapin sa isang pahalang na posisyon sa pamamagitan ng isang timbang. Ang gravity ay lumilikha ng metalikang kuwintas, at ang rotor axis ay palaging tumuturo dahil sa hilaga.

Ang gyroscope ay naging isang mahalagang elemento ng mga sistema ng nabigasyon ng sasakyang panghimpapawid at mga barko.

Sa aviation, ginagamit ang isang device na tinatawag na attitude indicator. Ito ay isang gyroscopic na instrumento na tumutukoy sa mga anggulo ng roll at pitch.

Sa batayan ng tuktok, nilikha din ang mga gyroscopic stabilizer. Ang isang mabilis na umiikot na disk ay pumipigil sa axis ng pag-ikot mula sa pagbabago, "pinapatay" ang pitching sa mga barko. Ang mga naturang stabilizer ay ginagamit din sa mga helicopter upang patatagin ang kanilang patayo at pahalang na balanse.

Hindi lamang ang tuktok ay maaaring mapanatili ang isang matatag na posisyon na may kaugnayan sa axis ng pag-ikot. Kung ang katawan ay may tamang geometric na hugis, sa panahon ng pag-ikot ay nagagawa rin nitong mapanatili ang katatagan.

"Mga kamag-anak" ng tuktok

Ang tuktok ay may "kamag-anak". Isa itong bisikleta at bala ng rifle. Sa unang sulyap, sila ay ganap na naiiba. Ano ang nagbubuklod sa kanila?

Ang bawat isa sa mga gulong ng isang bisikleta ay maaaring ituring bilang isang tuktok. Kung ang mga gulong ay nakatigil, ang bike ay nahuhulog sa gilid nito. At kung gumulong sila, pagkatapos ay pinapanatili niya ang kanyang balanse.

At ang isang bala na pinaputok mula sa isang riple ay umiikot din sa paglipad, tulad ng isang umiikot na tuktok. Ito ay kumikilos sa ganitong paraan dahil ang bariles ng rifle ay may screw rifling. Ang pagwawalis sa kanila, ang bala ay tumatanggap ng rotational motion. At sa hangin, pinapanatili nito ang parehong posisyon tulad ng sa puno ng kahoy, na may matalim na dulo pasulong. Ang mga bala ng kanyon ay umiikot sa parehong paraan. Hindi tulad ng mga lumang kanyon na nagpaputok ng mga kanyon, ang hanay ng paglipad at katumpakan ng pagtama ng mga naturang projectiles ay mas mataas.

Ang mga bata ay minsan napaka-curious at kung minsan ay nagtatanong ng mga tanong na napakahirap sagutin. Halimbawa, bakit hindi nahuhulog ang mga tao mula rito? Kung tutuusin, ito ay bilog, umiikot sa paligid ng axis nito, at gumagalaw pa sa malawak na kalawakan ng Uniberso sa gitna ng napakalaking bilang ng mga bituin. Bakit, sa parehong oras, ang isang tao ay maaaring maglakad nang mahinahon, umupo sa sopa at hindi mag-alala? Bilang karagdagan, ang ilang mga tao ay nabubuhay nang "baligtad". Oo, at ang isang sanwits na nalaglag ay bumagsak sa lupa, at hindi lumilipad sa langit. Baka may humila sa atin papunta sa Earth at hindi tayo makaalis?

Bakit hindi nahuhulog ang mga tao sa ibabaw ng lupa?

Kung ang bata ay nagsimulang magtanong ng mga ganoong katanungan, maaari mong sabihin sa kanya ang tungkol sa grabidad, o sa ibang paraan - tungkol sa pagkahumaling sa lupa. Pagkatapos ng lahat, ito ay hindi pangkaraniwang bagay na nagiging sanhi ng anumang bagay na nagsusumikap patungo sa ibabaw ng Earth. Salamat sa gravity, ang isang tao ay hindi nahuhulog at hindi lumilipad.

Ang gravity ng lupa ay nagpapahintulot sa populasyon ng planeta na malayang gumalaw sa ibabaw nito, magtayo ng mga gusali at lahat ng uri ng mga istraktura, paragos o ski pababa ng bundok. Dahil sa gravity, nahuhulog ang mga bagay sa halip na lumipad pataas. Upang subukan ito sa pagsasanay, sapat na upang ihagis ang bola. Babagsak pa rin siya sa lupa. Kaya naman hindi nahuhulog ang mga tao sa ibabaw ng lupa.

Ngunit paano ang Buwan?

Siyempre, hindi pinapayagan ng gravity na mahulog ang isang tao mula sa Earth. Ngunit lumitaw ang isa pang tanong - bakit hindi nahuhulog dito ang Buwan? Ang sagot ay napakasimple. Ang buwan ay patuloy na gumagalaw sa orbit ng ating planeta. Kung huminto ang satellite ng Earth, tiyak na mahuhulog ito sa ibabaw ng planeta. Maaari din itong ma-verify sa pamamagitan ng paggawa ng kaunting eksperimento. Upang gawin ito, itali ang isang string sa nut at i-unwind ito. Lilipat ito sa hangin hanggang sa huminto. Kung hihinto ka sa pag-ikot, kung gayon ang nut ay mahuhulog lamang. Kapansin-pansin din na ang gravity ng buwan ay humigit-kumulang 6 na beses na mas mahina kaysa sa gravity ng mundo. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang kawalan ng timbang ay nararamdaman dito.

lahat meron

Halos lahat ng bagay ay may kapangyarihan ng pang-akit: mga hayop, kotse, gusali, tao at maging kasangkapan. At ang isang tao ay hindi naaakit sa ibang tao dahil lang sa mababa ang ating gravity.

Ang puwersa ng pagkahumaling ay direktang nakasalalay sa distansya sa pagitan ng mga indibidwal na katawan, pati na rin sa kanilang masa. Dahil ang isang tao ay tumitimbang ng napakaliit, hindi siya naaakit sa iba pang mga bagay, ngunit sa Earth. Pagkatapos ng lahat, ang masa nito ay mas malaki. Napakalaki ng lupa. Ang masa ng ating planeta ay napakalaki. Naturally, ang lakas ng pagkahumaling ay mahusay. Dahil dito, lahat ng bagay ay naaakit sa Earth.

Kailan natuklasan ang gravity?

Ang mga bata ay hindi interesado sa mga nakakainip na katotohanan. Ngunit ang kuwento ng pagtuklas ng gravity ay medyo kakaiba at nakakatawa. ay natuklasan ni Isaac Newton. Ang siyentipiko ay nakaupo sa ilalim ng isang puno ng mansanas at iniisip ang tungkol sa uniberso. Sa sandaling iyon, nahulog ang isang prutas sa kanyang ulo. Bilang resulta nito, napagtanto ng siyentipiko na ang lahat ng mga bagay ay eksaktong bumagsak, dahil mayroong isang kaakit-akit na puwersa. ipinagpatuloy ang kanyang pananaliksik. Natuklasan ng siyentipiko na ang puwersa ng grabidad ay nakasalalay sa masa ng mga katawan, gayundin sa distansya sa pagitan nila. Pinatunayan din niya na ang mga bagay sa malayo ay hindi nakakaimpluwensya sa isa't isa. Ito ay kung paano nabuo ang batas ng grabidad.

Nahuhulog ba ang lahat: isang maliit na eksperimento

Upang mas maunawaan ng isang bata kung bakit hindi nahuhulog ang mga tao mula sa ibabaw ng Earth, maaari kang magsagawa ng isang maliit na eksperimento. Mangangailangan ito ng:

1. karton.
2. tasa.
3. Tubig.

Ang baso ay dapat mapuno ng likido hanggang sa labi. Pagkatapos nito, ang lalagyan ay dapat na sakop ng karton upang hindi makapasok ang hangin. Pagkatapos nito, kailangan mong baligtarin ang salamin, habang hawak ang karton gamit ang iyong kamay. Pinakamabuting mag-eksperimento sa lababo.

Anong nangyari? Ang karton at tubig ay nanatili sa lugar. Ang katotohanan ay ganap na walang hangin sa loob ng lalagyan. Ang karton at tubig ay hindi kayang pagtagumpayan ang presyon ng hangin mula sa labas. Ito ang dahilan kung bakit sila nananatili sa kanilang mga lugar.