Модератор: Toxik

Смотрим первую часть видео, отснятого аж в 74 году прошлого века - дядя профессор подвешивает прецессировать гироскоп на длинной, подвешенной к потолку нити.

Гироскоп начинает прецессировать, но при этом движется по расходящейся спирали. Амплитуда, заметьте, не маленькая... Это НЕ центробежная сила - ближе к середине видео гироскоп притормаживают, и скорость прецессии возрастает, центробежная сила должна бы, по логике, возрасти, ан-нет. Гироскоп там крутится вокруг центра масс системы, никуда не сдвигаясь. А вот когда обороты бешеные - возникает какая-то сила (или момент), "оттягивающая" его от положения равновесия.

Это и НЕ аэродинамика - известно, что повторяли опыт, изолируя гироскоп от воздуха кожухом.

Тем не менее, гироскоп отклонился от положения равновесия, "отведя" подвес от вертикали, при этом центр масс гироскопа поднялся на некоторую величину - потенциальная энергия системы увеличилась. За счет чего? Потенциальных источника энергии два - вращение гироскопа, и гравитация, но чтобы гравитация работала на увеличение потенциальной энергии... И с чем мы все-таки имеем дело, с силой (приложенной гироскопом к нити, или приложенной к гироскопу?) или моментом сил?

В общем, есть над чем подумать - всех приглашаю к обсуждению.

З.Ы. Есть еще несколько частей этой лекции, кто не видел - рекомендую для просмотра.

З.З.Ы. Дядя-профессор что-то там трындит, но с "мой немеццкий" толком ничего не понимаю( Может, кто перевести возьмется?

А чего непонятного-то..
Это прецессия и нутация (читать тут [ссылка]
а разлет как раз засчет центробежной силы.

простой опыт: сделать волчок и закрутить его. Через некоторое время вершинка начнет описывать такие же круги. И если стол достаточно гладкий, то он и сам будет двигатся по спирали.

В случае же верхнего опыта движение ограничивает нить и сила тяжести, поэтому получается окружность.

И да, волчок точно также чем медленнее вращается, тем больше его колбасит из стороны в стороны - т.е. тем больше радиус окружности.

Знаю я прекрасно, и что такое прецессия, и что такое нутация, но вот незадача...

Сравниваю поведение гироскопа скажем, на 1.5 мин. видео, и на 4 мин - там, где гироскоп притормозили. Медленно крутится - вращение идет вокруг центра тяжести, как, вроде, и должно быть, а быстро - прямо таки "уплывает" от него. Хотя скорость прецессии больше как раз на 4-й минуте, и центробежная сила должна бы быть больше, и, получается, гироскоп должен бы там описывать круги большего радиуса (если дело в центробежной силе), а он прецессирует на месте.

С волчком все проще - там чем больше наклон, тем дальше ЦТ волчка от центра тяжести, больший момент создается силами гравитации и реакции опоры - больше прецессия. А тут момент (грубо говоря) постоянный, от точки подвеса до центра тяжести гироскопа.

Кстати, в одном из видео этой серии тот же дядька производит другой опыт - ставит гироскоп (а-ля волчок в оправе) на вершину легкой модельки эфелевой башни, массой меньше грама - там башня стоит, гироскоп вокруг нее крутится НЕ РОНЯЯ, ставит башенку на лед - она стоит не падая, и не съезжая в сторону.

Если пытаться наклонять ось гироскопа, то он будет этому сопротивляться, но сила сопротивления будет направлена не перпендикулярно оси, а по некоей диагонали. Для наглядности можно взять включенную болгарку и понаклонять влево-вправо - сразу будет чувствоваться.
Вот и на свободный конец оси гироскопа, подвешенной за другой конец, действует не строго вертикальная сила (иначе гироскоп стоял бы на месте), а по диагонали, что в итоге дает горизонтальную составляющую и гироскп начинает прецессию вокруг подвешенного конца оси. Ну а где вращение - там и центробежная сила и стремление увеличить радиус вращения.
А то, что он на месте быстрее крутится, чем на большом радиусе - так момент сила*плечо сохраняется, и при нулевом плече конечно он будет прецессировать быстрее.

Не в обиду, но чаще мне приходилось сталкиваться с ПРЯМО ПРОТИВОПОЛОЖНЫМИ доводами. Дескать, прецессия - это СТРОГО момент и ТОЛЬКО момент, т.е. сила уже помноженная на плечо, иначе бы поставил на вагонетку два гироскопа, вращающихся в разные стороны, наклонил оси в разные стороны от рельсов, и прецессия (если это сила) покатила бы вагонетку по рельсам. А так, дескать, прецессия есть момент, движение безынерционное, следовательно вагонетка и с места не сдвинется, а создание инерциоида не возможно в принципе.

Ну да ладно. Сила, вызывающая прецессию - гравитация. Работы она не совершает, но противодействует силам трения, поэтому при прецессии ЦТ гироскопа постепенно, но все-таки отпускается. Расходуется потенциальная энергия системы. А для того, чтобы отвести гироскоп на нити в сторону, нужно его поднять, т.е. увеличить потенциальную энергию.

Ёлки палки, ну вот хоть один человек гироскоп в руках подержал, молоток. А вот по роликам с туба, делать хоть какой нибудь мозговой штурм, время коту под хвост. Правильно, сопротивляется гироскоп под углом, который зависит от приложенной силы, понянете за ось слегка, будет реакция под 90 градусов, потянете сильнее, угол будет меньше. Почему ось волчка не ровно крутится, а по спирали бегает? А это потому, что на свободный конец, вес волчка тоже давит, он упасть хочет, но вот та самая реакция ему не даёт, вот он и бегает по кругу, в невесомости бегать не будет. Почему на длинной нитке летать по комнате начинает? Вот если бы в руках подержали и вопросов бы не возникло, а так прийдётся пояснять. Всё из за техже углов реакции, гироскоп пытается оставаться в одной плоскости, с одной стороны ему гравитация этого не даёт, с другой стороны опора, ниточка. Вот он и убегает от центра вращения, на сколько хватает силы пытается оставаться в одной плоскости, выворачивая кончик с ниточкой наружу от центра вращения, пытаясь двигаться перпендикулярно плоскости вращения. Это не центробежная сила его так раскручивает.
Что, непонятно? Ну говорю же в руках надо подержать, сразу всё понятно будет 😬 .

Походу разобрался.

Потенциальная энергия системы остается постоянной (если потерями на трение пренебречь). В начале опыта он ставит гироскоп так, что ось направлена в сторону и вверх, ось отпускается, поворачиваясь на плече "точка подвеса-ЦТ гироскопа", и одновременно поворачивается на плече "точка подвеса-точка на потолке, куда привязана нить" так, что ЦТ гироскопа находится на одном уровне. Поскольку второе плечо (длина нити) больше, то это отклонение бросается в глаза, а второе вроде как и не заметно.

Но если бы ось гироскопа (от ЦТ до точки привязки нити) удлинить, сделав плечо, скажем, в метр или два, то и круги, описываемые гироскопом, стали бы гораздо больше.

MVEN-MAS Гироскопов у меня хватает, и пресловутых "болгарок", и именно гироскопов.

Тот же волчок, если бы ТРЕНИЯ в опоре и о воздух не было, крутился бы и прецессировал вечно. Но энергия вращения и потенциальная энергия волчка расходуются на совершение работы против сил трения.

В том, что сила не центробежная - согласен. Походу, если в точке подвеса "добавлять" энергии, дополнительно "покачивая" подвес, вроде как качели раскачивая, спирали можно увеличить еще сильнее. Вот только до какого предела? Без нити гироскоп можно поставить "на попа", а с ней?

Посмотрите в ролике на мальца, которого эти черти к стойке примотали и дали штангу в руки, так вот, этот малец, больше сил тратит, прижимая эту штангу к себе, чем поднимая, он её даже чуть не отпустил, а вот отпустилбы он её, и она упалабы на землю, и покатилась бы, оставаясь ровно в том положении в котором её уронили.
И ещё к теме:

Вот как назвать этих дят..., мужиков, такого слова даже произнести не могу. Это похоже на слепое подрожание, в племени аборигенов на островах тихого океана, которые самолёт сделали из соломы и наверное мечтали на нём полетать. А вот пропеллер они сделали, в виде простой бамбуковой палки, думая, что если её крутить, то самолёт взлетит. Но они то аборигены, они то аэродинамику не знают, а эти дятелы, расположили два гироскопа под 90 гр. к ости вращения и не поймут, а чегой то установка прыгает, а лететь не хочет. Всё равно, что вместо пропеллера, просто доску присобачить и поражаться, какая бесполезная идея. Да согните вы доску, чтобы угол атаки был хоть какойнить, что вы дятлы хотите добиться от 90 градусов ёпрст, нет слов. 😬

Не по диагонали а ровно под углом в девяносто градусов к двум осям вокруг которых вращают сей гироскоп

Вы о разных вещах говорите. Инженер правильно сказал, "если пытаться отклонить ось", а вы говорите про реакцию на "вращение гироскопа". Совсем разные вещи.

Точно. И не сила, а момент - вращения, вокруг третей оси.


Дятлами 😀
Но вот интересно... У них гироскопы закреплены жестко относительно вращающейся рамки, а если сделать их свободно поворачивающимися (в вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения рамок и гироскопов), причем шарнир не в плоскости вращения гироскопов, а отстоит от нее (ну, например, за концы двигателей закрепим).

Получится, что при вращении рамки с одной стороны, гироскопы будут стремиться занять вертикальное положение (чтобы их ось совпадала с осью вращения рамки), с другой - на них будет действовать центробежная сила, отклоняя оси от вертикали и заставляя гироскопы прецессировать.

Ну да, если говорить о гироскопе на конце длинной палки (плеча), типа как в ролике, то его реакция будет состоять из 2-х частей: Прецессия (реакция на поворот) и инерция маховика, как болванки (та реакция, которая была бы, если бы мы поворачивали не раскрученный маховик, скажем, в невесомости. Ну, или как болгарка не включенная "сопротивляется". А когда сложим момент от прецессии и инерцию, получим ощущения "по диагонали".

Тут вот подумалось, а ведь это поведение гироскопа, модель центробежной силы. Ведь каждый атом, это маленький гироскоп, правда посложнее чем тот, что в ролике на ниточке. А значит вращение атома приводит к подобной реакции, убегания от центра вращения. Тогда понятен становится тот факт, что ЦБ сила внешняя. Ведь атом крутим не мы, а нечто другое. Вернее, гироскоп не сам атом, а его ядро.

MVEN-MAS Читайте

[ссылка]

Все давно расписано, исследовано и используется

Прошу прощения, но не читабельно для меня. Нужно высшее или хотябы его половинка, что бы это читать. К сожалению не обладаю. Хотя, сложность описания процесса возникает тогда, когда видны и измеряемы следствия процесса, но механизм остаётся недоступен. От этого вся сложность и возникает. Представьте, что будет если слепой часовщик, будет своему делу учить такого же слепого. Это учение растянется на десятки лет, но стоит увидеть механизм и ... Вот если бы вас не затруднило, простыми словами объяснить суть явления, что бы и ребёнок вас мог понять. Вот тогда был бы премного благодарен.

MVEN-MAS Сейчас почитал материал более расширено. Сначала про ЯМР, потом про его спектроскопию. Пересказывать здесь очень долго и для меня то же запредельно. Все таки не физик, а инженер. В атомах обнаружили немеряно вских гироскопических эффектов у ядра, у электронов, и их отклонений по разным причинам. Современная модель очень сложная.

А ваша идея мне не совсем понятна.
вращение атома приводит к подобной реакции, убегания от центра вращения
С чего бы ядру или электронам так вращаться? У отдельных частиц есть спин. Собственный момент вращения относительно центра частицы. Базовое и непостижимое явление. Электроны на орбиталях в потенциальной яме от сил взаимодействий.

В ролике на волчок действует сила тяжести, а гироскопическая с ней борется. Из-за этой силы и происходят колебания прецессии.

Тогда понятен становится тот факт, что ЦБ сила внешняя. Ведь атом крутим не мы, а нечто другое

Лучше подробнее поясните эту мысль.

Тут я возможно ошибся мал мал. Всё же крутить маховик покоящийся и вращающийся немного разные вещи. Пока чего то нескладывается. Думать надо.

Вроде разобрались уже, а тут ещё мнение, да какое...



вопрос на засыпку - в каких точка к каким телам эти силы приложены, и в какую сторону направлено их действие... ибо тут силы трения только в подшипнике и трение системы о воздух. Первая останавливает гироскоп, вторая делает то же самое, и тормозит всю систему, заставляя ее центр масс отпускаться. Малыми силами, вроде трения в нити, пренебрег.

А если бы трения не было, разлет бы так же существовал, но гироскоп бы не отпускался, а вращался бы вечно и прецессировал вечно. пример - левитрон под вакуумным колпаком. и вращается, и прецессирует сутками.

Есть два вида движения, различающихся источником силы. Для наглядности, пример. Бросим мяч, пока наша рука разгоняет мяч, он движется от разности давлений, рука давит на мяч и т.д. Когда же мяч отрывается от руки, движение меняет источник и точку опоры. Важный момент, основная масса вещества в ядре атома, то есть, мы на массу вещества воздействуем не на прямую а через электронную оболочку. Теперь представим, что у нас в руке не мяч, а атом, масса его в центре сосредоточена, в крохотной точке, что происходит если его бросить? Мы воздействуя на оболочку атома, вызываем смещение массивного ядра в сторону, противоположную движению. Смещение ядра относительно оболочки, является причиной движения по инерции. Причём получается, что ядро атома во время движения по инерции, смещено относительно центра в против направления движения. Атом летит по инерции до тех пор пока противодействующие на него силы не восстановят центровку ядра относительно оболочки. Очень просто в такую модель вписалась и гравитация, волны которой, проникая через оболочку атома, смещают ядро, и атом начинает ускоряться в сторону противоположную смещению. Всё было красиво, пока не дошёл до центробежной силы, и тут вся модель накрылась медным тазом. 😬 Ведь для инерционного движения, ядро должно быть смещено против хода, а ЦБ должна по идее массу ядра смещать по ходу... Или эта ЦБ какая то странная сила, или..на этом мысль заканчивается

Все правильно. Давайте посмотрим, что такое движение по окружности, по Ньютону---это один из видов прямолинейного инерционного движения(как искусственный спутник Земли), при котором на вращающееся тело одновременно действуют внешние силы, уравновешиваюшие друг друга. Исходя из этого положения, мы однозначно можем утверждать ( а не предполагать), что центробежная сила-это сила внешняя.Центростремительная сила-тоже сила внешняя, отличающаяся от центробежной только природой происхождения.
Так что медный таз можно отодвинуть.

А теперь посмотрим, почему на видео гироскоп вращается по спирали?
Первое-обратим внимание, что гироскоп взаимодействует с окружающей средой (воздух)-а здесь проявляется эффект Магнуса!!!+ аэродинамика.
Проверьте, как эффект Магнуса проявляется?-создается дополнительная сила, направление которой совпадает с тангенциальной скоростью гироскопа-следовательно, увеличивается незначительно скорость прецессии, следовательно, возврастает значение центробежной силы при неизменном значении центростремительной силы-далее идет динамический процесс движения по спирали гироскопа до достижения момента уравновешивания всех воздействий.

http://rudocs.exdat.com/docs/index-338978.html
половина механиков считает что силы инерции реальны, другая половина - что они фиктивны, третья половина не имеет определенного мнения...
[ссылка]

Я когда опыт повторял, не было никаких крючков - привязывал нить к опоре гироскопа, все трение происходило между волокнами нити, и было пренебрежительно мало. Останавливающийся гироскоп не отходит в сторону, причем я его не подкручивал дополнительно.

Гироскоп в этом опыте стремится сохранить "плоскость" - если бы трения не было вовсе, он бы не отпускался. А так - когда нить отклоняется, гироскоп отпускается, но окружности, описываемые его центром масс, находятся на одном уровне. Я надевал на нить кольцо, и отпускал гироскоп нарезать круги. Колоцо в начале было вверху, в точке подвеса, потом я отпускал кольцо рукой, как бы сокращая длину нити, круги уменьшались, гироскоп "вставал" - его центр масс снова поднимался, относительно токи привязки нити.

А "третья половина" - здорово сказано!!!!
Но будем серьезны:
1.Одна половина - это мат.физики.
2.Другая половина - это физ.математики.
Если совсем уж по-русски,то обе половины правы,ибо в мат.анализе сила инерции есть как мат.данность(свойство инерции+реальная сила = результирующее движение тела).
И столь же правы физики - реальная сила приложенная к телу - проявляет(вызывает) в теле - свойство инерции.
"проблем" и чуда,и разногласий нет - есть классическая механика.
О какой бы энергии не сказал бы математик от физики - всегда оная определятся приборно - через силу.
Например - тока(и т.д.)

Первая и вторая половины уже выбрали системы координат, третья еще сомневается...

Я редко когда согласен с Гравио, но сейчас именно тот случай... Существует инерция, в определенных условиях она может создавать силу.

У Вас нет прав отвечать в этой теме.

Форум - Научные идеи, теории, предположения... - идеи и теории, научные и бредовые... - Что ЭТО за сила, и откуда она берется? (мозговой штурм) - Стр 1