Автор Їел О век задал вопрос в разделе Естественные науки
Почему волчок не падает пока вращается? и получил лучший ответ
Ответ от Ёаша Русанов[гуру]
Тело, если ЦТ выше точки опоры но эти точки находятся строго на вертикали, может стоять и без вращения. Но … это положение неустойчиво … одна молекула все опрокинет 🙂
А вот с вращением ( волчок) , да без потерь энергии ( трение …) может и не падать. Но … ось вращения вынуждена «гулять » … прецессировать говорят 🙂
… работает векторное произведение 🙂
Ответ от Мария Зайко[активный]
ПОЧЕМУ НЕ ПАДАЕТ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ВОЛЧОК?
Из тысяч людей, забавлявшихся в детстве с волчком, не многие смогут правильно ответить на этот вопрос. Как, в самом деле, объяснить то, что вращающийся волчок, поставленный отвесно или даже наклонно, не опрокидывается, вопреки всем ожиданиям? Какая сила удерживает его в таком, казалось бы, неустойчивом положении? Разве тяжесть на него не действует?
Здесь имеет место весьма любопытное взаимодействие сил. Теория волчка непроста, и углубляться в нее мы не станем. Наметим лишь основную причину, вследствие которой вращающийся волчок не падает.
На рис. 26 изображен волчок, вращающийся в направлении стрелок. Обратите внимание на часть А его ободка и на часть В, противоположную ей. Часть А стремится двигаться от вас, часть В – к вам. Проследите теперь, какое движение получают эти части, когда вы наклоняете ось волчка к себе. Этим толчком вы заставляете часть Адвигаться вверх, часть В – вниз; обе части получают толчок под прямым углом к их собственному движению. Но так как при быстром вращении волчка окружная скорость частей диска очень велика, то сообщаемая вами незначительная скорость, складываясь с большой круговой скоростью точки, дает равнодействующую, весьма близкую к этой круговой, – и движение волчка почти не меняется. Отсюда понятно, почему волчок как бы сопротивляется попытке его опрокинуть. Чем массивнее волчок и чем быстрее он вращается, тем упорнее противодействует он опрокидыванию.
Почему волчок не падает?
Сущность этого объяснения непосредственно связана с законом инерции. Каждая частица волчка движется по окружности в плоскости, перпендикулярной к оси вращения. По закону инерции частица в каждый момент стремится сойти с окружности на прямую линию, касательную к окружности. Но всякая касательная расположена в той же плоскости, что и сама окружность; поэтому каждая частица стремится двигаться так, чтобы все время оставаться в плоскости, перпендикулярной к оси вращения. Отсюда следует, что все плоскости в волчке, перпендикулярные к оси вращения, стремятся сохранить свое положение в пространстве, а поэтому и общий перпендикуляр к ним, т. е. сама ось вращения, также стремится сохранить свое направление.
Вращающийся волчок, будучи подброшен, сохраняет первоначальное направление своей оси.
Не будем рассматривать всех движений волчка, которые возникают при действии на него посторонней силы. Это потребовало бы чересчур подробных объяснений, которые, пожалуй, покажутся скучными. Я хотел лишь разъяснить причину стремления всякого вращающегося тела сохранять неизменным направление оси вращения.
Этим свойством широко пользуется современная техника. Различные гироскопические (основанные на свойство волчка) приборы – компасы, стабилизаторы и др. – устанавливаются на кораблях и самолетах. [Вращение обеспечивает устойчивость снарядов и пуль в полете, а также может быть использовано для обеспечения устойчивости космических снарядов – спутников и ракет – при их движении (Прим. ред.).]
Таково полезное использование простой, казалось бы, игрушки.
ПОЧЕМУ НЕ ПАДАЕТ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ВОЛЧОК?
Из тысяч людей, забавлявшихся в детстве с волчком, не многие смогут правильно ответить на этот вопрос. Как, в самом деле, объяснить то, что вращающийся волчок, поставленный отвесно или даже наклонно, не опрокидывается, вопреки всем ожиданиям? Какая сила удерживает его в таком, казалось бы, неустойчивом положении? Разве тяжесть на него не действует?
Здесь имеет место весьма любопытное взаимодействие сил. Теория волчка непроста, и углубляться в нее мы не станем. Наметим лишь основную причину, вследствие которой вращающийся волчок не падает.
На рис. 26 изображен волчок, вращающийся в направлении стрелок. Обратите внимание на часть А его ободка и на часть В, противоположную ей. Часть А стремится двигаться от вас, часть В – к вам. Проследите теперь, какое движение получают эти части, когда вы наклоняете ось волчка к себе. Этим толчком вы заставляете часть Адвигаться вверх, часть В – вниз; обе части получают толчок под прямым углом к их собственному движению. Но так как при быстром вращении волчка окружная скорость частей диска очень велика, то сообщаемая вами незначительная скорость, складываясь с большой круговой скоростью точки, дает равнодействующую, весьма близкую к этой круговой, – и движение волчка почти не меняется. Отсюда понятно, почему волчок как бы сопротивляется попытке его опрокинуть. Чем массивнее волчок и чем быстрее он вращается, тем упорнее противодействует он опрокидыванию.
Почему волчок не падает?
Сущность этого объяснения непосредственно связана с законом инерции. Каждая частица волчка движется по окружности в плоскости, перпендикулярной к оси вращения. По закону инерции частица в каждый момент стремится сойти с окружности на прямую линию, касательную к окружности. Но всякая касательная расположена в той же плоскости, что и сама окружность; поэтому каждая частица стремится двигаться так, чтобы все время оставаться в плоскости, перпендикулярной к оси вращения. Отсюда следует, что все плоскости в волчке, перпендикулярные к оси вращения, стремятся сохранить свое положение в пространстве, а поэтому и общий перпендикуляр к ним, т. е. сама ось вращения, также стремится сохранить свое направление.
Вращающийся волчок, будучи подброшен, сохраняет первоначальное направление своей оси.
Не будем рассматривать всех движений волчка, которые возникают при действии на него посторонней силы. Это потребовало бы чересчур подробных объяснений, которые, пожалуй, покажутся скучными. Я хотел лишь разъяснить причину стремления всякого вращающегося тела сохранять неизменным направление оси вращения.
Этим свойством широко пользуется современная техника. Различные гироскопические (основанные на свойство волчка) приборы – компасы, стабилизаторы и др. – устанавливаются на кораблях и самолетах. [Вращение обеспечивает устойчивость снарядов и пуль в полете, а также может быть использовано для обеспечения устойчивости космических снарядов – спутников и ракет – при их движении (Прим. ред.).]
Таково полезное использование простой, казалось бы, игрушки.
Ответ от Larisa sergeeva[гуру]
Физика...
Физика...
Ответ от Ильдар Шайбеков[гуру]
Потому-что-потому....
При вращении в волчке действуют две силы момент инерции и центростремительное ускорение, эти две силы действуют от оси вращения он же центр масс и противоположны по направлению, в следствии чего два вектора "взаимоуничтожаются" т. е. геометрическая сумма равна нулю. Это в кратце и на пальцах при рассмотрении идеальной модели при пренебрежении множеством сторонних сил.
Ответ Выше необдуманный, и безграмотный КОПИ-ПАСС, автор которого не удосужился прочитать ответ.
Потому-что-потому....
При вращении в волчке действуют две силы момент инерции и центростремительное ускорение, эти две силы действуют от оси вращения он же центр масс и противоположны по направлению, в следствии чего два вектора "взаимоуничтожаются" т. е. геометрическая сумма равна нулю. Это в кратце и на пальцах при рассмотрении идеальной модели при пренебрежении множеством сторонних сил.
Ответ Выше необдуманный, и безграмотный КОПИ-ПАСС, автор которого не удосужился прочитать ответ.
Ответ от Ђугеус Владимир[гуру]
Действительно, без знаний механики за вузовский курс не объяснишь устойчивость волчка. Надо знать, что такое "момент инерции J" вращающегося тела. Рекомендую
ссылка
Действительно, без знаний механики за вузовский курс не объяснишь устойчивость волчка. Надо знать, что такое "момент инерции J" вращающегося тела. Рекомендую
ссылка
Ответ от Ёергей Гаврилов[гуру]
Волчок падает, только очень медленно. Так как он обладает большим моментом инерции, то, чтобы заметно изменить его направление, момент силы должен действовать достаточно долго. Сумма большого вектора и маленького (перпендикулярно большому) практически не отличается от большого.
Волчок падает, только очень медленно. Так как он обладает большим моментом инерции, то, чтобы заметно изменить его направление, момент силы должен действовать достаточно долго. Сумма большого вектора и маленького (перпендикулярно большому) практически не отличается от большого.
Ответ от 3 ответа[гуру]
Привет! Вот подборка тем с похожими вопросами и ответами на Ваш вопрос: Почему волчок не падает пока вращается?