Εξωτερικές δυνάμεις για Μπλουζάκια

Κάθε αντικείμενο που μπορείτε να δείτε ακολουθεί τους νόμους του Νεύτωνα . Αυτοί οι διάσημοι κανόνες περιλαμβάνουν την παρατήρηση ότι χρειάζεται μια εξωτερική δύναμη για να επιταχύνει ένα αντικείμενο. Για παράδειγμα , εάν θα άρει ένα φλιτζάνι από το τραπέζι , που εφαρμόζουν μια δύναμη και αλλάζει τη δυναμική του κυπέλλου από το μηδέν σε ό, τι χρειάζεται για να αυξήσει το κύπελλο για να πάρετε ένα ποτό . Θα σηκώσει και το κύπελλο αυξάνεται . Αλλά αυτοί οι ίδιοι νόμοι , εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο νηματοποίηση , δημιουργούν απροσδόκητη συμπεριφορά . Δηλαδή , γυροσκόπια αντιδρούν σε εξωτερικές δυνάμεις με εκπληκτικούς τρόπους . Γυροσκόπιο
Η

Ένα γυροσκόπιο είναι ένα αντικείμενο νηματοποίηση , που είναι συμμετρικό γύρω από τον άξονα περιστροφής . Μια μπάλα του μπάσκετ στο ένα δάχτυλο , ένα τροχαίο μολύβι πάνω σε ένα τραπέζι , ένα ελαστικό μοτοσικλέτας --- όλα αυτά είναι γυροσκόπια . Νόμοι του Νεύτωνα ισχύουν για κάθε μικρό μέρος του ένα γυροσκόπιο , έτσι ώστε η κίνηση θα μπορούσε να υπολογιστεί με την παρατήρηση πως η δυναμική του κάθε μικρό στοιχείο του γυροσκοπίου έχει αλλάξει από τη δύναμη που ενεργεί πάνω του . Αλλά υπάρχει μια πολύ εύκολη συντόμευση για να βρείτε τις εξισώσεις της κίνησης που ισχύουν για ολόκληρο το σώμα νηματοποίηση με τη μία . Ένα αντικείμενο μη - νηματοποίηση θα αλλάξει τη δυναμική της , όταν εφαρμόζεται μια δύναμη . Ένα αντικείμενο νηματοποίηση θα αλλάξει τη στροφορμή του , όταν εφαρμόζεται μια ροπή εικόνων
Ένα Σβούρα
Η

Gyroscopic κίνηση είναι μια ειδική περίπτωση άκαμπτη κίνηση του σώματος - . Ένα θέμα που θα πάρει κάποιο χρόνο για να εξερευνήσετε - αλλά υπάρχει ένας εύκολος τρόπος για να εισαγάγει τον εαυτό σας σε κάποια από τις ιδιαιτερότητες της γυροσκοπική κίνηση . Αν τοποθετήσετε ένα κορυφαίο παιχνίδι για το σημείο του , πέφτει αμέσως πάνω . Εάν γυρίσετε την ίδια κορυφή , θα περιφέρονται γύρω από το τραπέζι για λίγο , πριν από την επιβράδυνση και πτώση . Η βαρύτητα εξακολουθεί να λειτουργεί στην κορυφή , αλλά η περιστροφή αλλάζει την απόκριση του πάνω στην δύναμη της βαρύτητας . Εικόνων
Στροφορμή και ροπής
κορυφές
Spinning αισθάνονται τη δύναμη της βαρύτητας , αλλά το γύρισμα προσθέτει μια άλλη διάσταση στην κίνηση .

ένα αντικείμενο νηματοποίηση έχει στροφορμή που δείχνει κατά μήκος του άξονά του . Θα κρατήσει αυτή την στροφορμή αμετάβλητη , εκτός εάν ροπή δρα σε αυτό . Μια ροπή είναι μια δύναμη που εφαρμόζεται σε μία απόσταση από τον άξονα ενός αντικειμένου κλώση . Αν άξονα της σβούρας είναι απόλυτα κάθετη , η βαρύτητα δρα στο κέντρο της μάζας του top , το οποίο βρίσκεται ακριβώς στον άξονα . Έτσι δεν υπάρχει καμία ροπή και η γωνιακή ορμή δεν θα αλλάξει. Αμετάβλητο στροφορμής σημαίνει τον άξονα περιστροφής δεν κινείται , έτσι ώστε η κορυφή συνεχίζει να γυρίζει σε όρθια θέση . Όταν ατέλειες αναγκάσει την κορυφή στην άκρη λίγο , η βαρύτητα δεν τραβάτε το δικαίωμα να ορίζει τον άξονα πια . Αλλά υπάρχει ένα αστείο πράγμα για ροπή : είναι κάθετα στη δύναμη . Έτσι, όταν μια κορυφαία αρχίζει να γέρνει και η βαρύτητα τραβά πάνω του , δεν τραβήξει την κορυφή πάνω - προκαλεί να αρχίσει ταλάντευση
εικόνων Εξοικονόμηση Στροφορμή
Η

πρώτος νόμος του Νεύτωνα προϋποθέτει την ιδέα ότι ένας οργανισμός θα διατηρήσει την ίδια ορμή , εκτός αν αλλάξει από άλλη force.The ίδιο είδος των πράγμα είναι αλήθεια για την κλώση όργανα : ένα σώμα θα κρατήσει τη στροφορμή του , εκτός εάν μια ροπή αλλάζει . Έτσι, αν θα μπορούσε να απομονώσει ένα αντικείμενο κλώση από εξωτερικές δυνάμεις που θα μπορούσε να ασκήσει μια ροπή , τότε το αντικείμενο θα διατηρήσει τη στροφορμή του προς την ίδια κατεύθυνση . Αυτό είναι το πώς λειτουργούν γυροσκοπική όργανα . Ένα τμήμα νηματοποίηση περικλείεται σε αναρτήρες --- μηχανικές συνδέσεις που επιτρέπουν την περιστροφή γυροσκόπιο ελεύθερα --- και η περιστροφή συνεχίζει να πηγαίνει προς την ίδια κατεύθυνση . Έτσι, αν ένας αναρτημένων γυροσκόπιο ξεκινά επισήμανε στο ανατολικό ορίζοντα , θα μείνει αιχμηρές ότι τον ίδιο τρόπο , ανεξάρτητα από τις στροφές και στο πλαίσιό του .
Εικόνων Μετάπτωση
Η

Παρακολούθηση κάθετα ανασταλεί , νηματουργίας ελαστικών ποδηλάτων αντιδρούν στην βαρυτική έλξη είναι ένα από τα πιο συναρπαστικό οπτικό διαδηλώσεις της επίδρασης της εξωτερικής δύναμης σε ένα γυροσκόπιο . Βίντεο από αυτό είναι διαθέσιμα στο Διαδίκτυο , σε μέρη όπως το ανοιχτό μάθημα MIT για την κυλώντας κίνηση και γυροσκόπια . Εάν επισυνάψετε ένα string με το ένα άκρο του άξονα του ελαστικού ποδήλατο , και στη συνέχεια αφήστε την πτώση των ελαστικών , θα περίμενε κανείς να πέσει κάτω και να κρέμονται από το σημείο σύνδεσης . Αλλά όταν το ελαστικό περιστρέφεται , η δύναμη ενεργεί επίσης ως ροπή και , όπως προαναφέρθηκε , αντί να τραβώντας προς τα κάτω , δρα κάθετα και στέλνει την περιστροφή των ελαστικών γύρω στον αέρα . Αυτή η κίνηση ονομάζεται μετάπτωση , που ορίζεται ως η απόκριση του ένα γυροσκόπιο σε μια εξωτερική δύναμη .
Εικόνων