Эффект Джанибекова
Вставка
- Опубліковано 18 гру 2023
- Эффект Джанибекова - это яркая демонстрация теоремы Пуансо о неустойчивости вращения вокруг оси со средним моментом инерции. Этот эффект особенно хорошо наблюдать в невесомости, мы же делаем такие опыты, которые демонстрируют и поясняют этот эффект в земных условиях.
Ключевые слова: момент инерции, тензор инерции, теорема о средней оси.
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
В гайке колебания происходят между осью с минимальным и средним моментом инерции, не влияя на угловую скорость вращения вокруг оси с максимальным моментом инерции. В данной же модели момент инерции коромысла изменяется, и по закону сохранения момента импулься должен обмениваться моментом импульса с рамкой, а рамка со станиной. Это увеличевает трение во всех узлах вращения, расходует энергию на деформацию рамы, станины, и на трение ножек станины об стол.
Все три оси инерции в свободно вращающемся объекте взаимно перпендикулярны, следовательно угловые скорости вращения вокруг каждой из осей постоянны и никак не меняют друг друга. "Кувыркания" различного рода, тел типа гайки в "мировом пространстве" происходят тогда, когда имеются угловые скорости вращения вокруг хотябы двух, из этих трёх, любых (!) осей. Фраза "колебания происходят между осью с минимальным и средним моментом инерции" не имеет смысла! Что между ними колеблется?
иногда хочу тоже быть таким умным и все загадки решать не напрягаясь =)
@@psv62 Э-нет! Угловые скорости вращения вокруг трёх собственных осей тензора инерции меняются! Потому что сохраняется лишь момент импульса, а вектор угловой скорости - вообще говоря, не обязан. Не говоря уж о его проекциях на главные оси...
Реально?
@@Andrei_Shtirletz , будь)
Ответ: Думаю, это из-за фиксации оси вращения больших грузов и независимости/шарнирности малой оси. В свободном полёте такого нет, и главная ось тоже колеблется.
Т.е. в свободном полёте имеем перекачку момента из вращения больших грузов во вращение малых грузов. Изначально момент инерции передан в большие грузы и их вращение обладает "большой ёмкостью". Перекачиваясь в ось с "меньшей ёмкостью" момент импульса пытается "сильно отклонить" малую ось и "мало отклонить" главную ось. Но тело вращается как одно целое. Потеря энергии "большого" вращения зависит от синуса угла отклонения, а "малого" - от косинуса. При малых углах "большое" вращение почти ни чего не теряет, и энергия постепенно перекачивается. Угол постепенно растёт. При достижении более менее значительного угла отклонения "большое" вращение начинает отдавать значительную часть своего импульса (изменение синуса угла начинает значительно отставать от изменения угла), а "малое" вращение "не успевает его скушать" и пытается ещё сильнее и сильнее отклонить систему, чем вызывает ещё больший поток импульса в себя.
В вашей системе это так не работает, так как это не жесткое тело.
Обожаю ваши ролики, особенно про темы которые затрагивают вращение тел. Кажется это такое простое и то что есть у каждого человека в руке вместе с любым предметом, но в то же время невероятно сложное и хранящее в себе разного рода проявлений и эффектов, которые могли бы ещё изменить наш мир!)
безусловно вращение одно из самых сложных по сути движений. Ведь это ускоренное движение триллионов атомов, связанных друг с другом электромагнитными силами. Хорошо, что в некоторых случаях этот весь ужас можно заменить на концепцию центра масс и момента вращения. Но это лишь математические трюки для упрощения вычислений.
Да, блин, эти ребята - вообще гении. Лучший канал по математике - великолепный 3blue1brown, а по физике - этот. Да ещё и на русском языке! Это ж вообще! И на английском ничего подобного нету!
Многоуважаемые Андрей и Алексей! Большое спасибо за ту огромную практическую и теоретическую работу по объяснению эффекта Джанибекова. Причину появления вашей работы я объясняю тем, что у всё большего и большего количества людей возникает вопрос, а не сможет ли наша планета делать кувырки в космическом пространстве, которые будут приводить к вымиранию всего живого? Тем более, что как пишет "Википедия":"На протяжении фанерозоя (последние 540 миллионов лет) имело место пять крупных вымираний и порядка 20 менее масштабных" (Википедия. Статья "Массовое вымирание"). Одной из причин вымирания некоторые учёные считают переполюсовку магнитных полюсов нашей планеты. Это предположение основывается на наблюдаемом дрейфе магнитных полюсов и нахождении древних горных пород с магнитными свойствами не соответствующими нынешнему состоянию магнитного поля нашей планеты. Ваши прекрасные опыты в какой-то мере успокаивают широкие слои населения, но увы не дают надёжного ответа на вопрос не произойдёт ли кувырок нашей планеты в космическом пространстве или кувырок его твёрдого ядра. Ведь форма этого ядра неизвестна, как и неизвестно количество осей вокруг которых это ядро вращается. То что это ядро шарообразное и имеет одну ось вращения вокруг которого вращается наша земля является лишь предположением. Тогда как данные по определению формы Земли доказывают, что геометрически наша планета представляет собою геоид и состоит из твёрдой оболочки, ряда квазижидких и жидких оболочек и твёрдого ядра. Таким образом расчёты Ляпунова, определяющие движение небесных тел, как жидкостей, слишком приблизительны, чтобы можно им верить в полной мере. Надо провести расчёты по устойчивости Земли как волчка, состоящего из твёрдого тела квазишарообразной формы (геоида) покрытого слоями квазижидкостей и жидкостей и сверху покрытого, плавающими в этих квазижидкостях и жидкостях твёрдой и тонкой оболочке. Приблизительно представить такую модель можно в виде сырого куриного яйца в центре которого находится плотное ядро. И провести опыты не на Земле, а в космосе. Неужели никто из космонавтов или учёных не додумался провести такой простой опыт. Поместить внутрь сырого яйца металлический предмет имитирующий геоид и в невесомости закрутить его. И посмотреть как будет вести себя такая модель. Как показывает жизнь никакая математическая модель не сравнится даже с приблизительным натурным опытом. К сожалению, у меня нет возможности попросить космонавтов провести этот опыт в условиях невесомость. Просто потому, что в лучшем случае они мне не ответят, а в худшем, публично пошлют в пешее эротическое путешествие. Да что там космонавты! Я на 100% уверен, что и вы, Андрей и Алексей не читаете наши комментарии. С вас достаточно лайков, чтобы делать новые ролики, для публики, которая как известно из высказываний творческих людей "дура"!
Андрей Щетников, Алексей Колчин!!!
Это Супер!
Молодцы! Спасибо!
Спасибо огромное за Вашу работу... Как всегда хорошая пища для размышления... 😊
Спасибо, как всё просто!
Уважаемые Андрей и Алексей!
С огромным интересом и удовольствием смотрю Ваши ролики. Вы затрагиваете довольно тонкие вопросы, докапываетесь до смысла очень глубоко, прекрасно излагаете.
Добавлю к одной из рассмотренных тем. Задача о силе реакции всасываемой струи была решена Н.Е.Жуковским около 100 лет назад. Этот факт раскопал студент при подготовке вопроса по выбору ГОС. по физике. Ныне он дфмн.
Замечательную установку Вы соорудили! Приятно наблюдать!
Спасибо большое за видео!
Как всегда: видео познавательное и очень интересное!
Спасибо! Подробно и интересно рассказываете. Все ролики интересно смотреть! И теоретические расчеты и физические подтверждения.
Комментарий для продвижения канала.
классный канал ) учитель красавчик !
один из самых полезных каналов!
Возможно нужно провести второй эксперимент и поставить ось вращения модели вертикально и сравнить результаты
Конечно дело в несимметричном влиянии силы тяжести ,
Нужно взять куб наполненный жидкостью, чтобы смоделировать планету.
Тогда шар с жидкостью, планета не куб.
Сначала тоже про это подумал. Но нет. Несимметричность не уберется: часть коромысла, которая будет подниматься от максимально отклоненного состояния вверх с ускорением тяжелее опускающейся. Из- за вращения модели возникнет колебательный контур. Только хардкор, только невесомость!
Поразительно! Так просто о таком сложном.
Очень интересно, спасибо!
Тут жесткое закрепление 1го вращения, а в свободном полёте какие-то отклонения могут туда передаваться.
Парни Вы молодцы
Классно! Очень интересно.
Большое спасибо!!!
Благодарю вас, ребята, за эти великолепные эксперименты и объяснения.
Зависания на модели не происходит из-за жестко фиксированной горизонтальной оси
Говорят: инженеры-конструкторы авиамоделисты самые лучшие инженеры физики. Моё почтение. Великолепный ролик. Спасибо. Моё соображение - энергии свободного выхода не хватает, чтобы залететь в энергетическую "яму".
Какой позитивный дядька! Добра вам!
Шикарно!
Очень мощно и логически сказано.А то пять лет читаю информацию,как -то толком не обьяснили.Беплоты души вам,добрые❤❤❤
И где вы увидели объяснение??
На крестовинах?? А вы знаете, что эти эксы делали на шарах, и Шары в космосе крестовин не имели, а переворачивались. Но про это конечно ничего не сказали...
Да там чего только не вращали, , эффект одинаковый. Вдоль любых осей вращения, все предметы переворачивались.
Очень хорошая тема
Как всегда интересно! Возможно уместно добавить, что время выхода системы из неустойчивого положения равновесия сильно зависит от начального отклонения. Теоретически и экспериментально это можно показать на примере обычного маятника в верхней точке равновесия. Видимо, это время в эффекте Джанибекова зависит также от относительного различия среднего и одного из экстремальных моментов инерции. Например, для однородного цилиндра неустойчивость вообще не возникает.
Проиллюстрировать эффект Джанибекова можно попробовать с обычным демонстрационным гироскопом в кардановом подвесе. Два диаметрально расположенных на диске груза, например, магнита, нарушат симметрию и возникнет ось с промежуточным моментом инерции. Вращать нужно не гироскоп, а карданов подвес.
Вы такой классный,так грамотно и интересно рассказываете😊
Отличное видео.Примерно тоже самое происходит,если цилиндр спускать по направляющим вниз,когда он вращаясь начинает подпрыгивать и норовит убежать с направляющих в сторону.Интересный опыт.Заставляет задуматься по какой причине это происходит,а данный опыт показывает по факту причину такого поведения.Так же можно добавить аналогию биения массивного диска,который вращается на оси.К примеру, дисковая пила при вращении начинает немного бить и вибрировать.Большое спасибо за продемонстрированный опыт и объяснение.
В детстве я этот эффект с удовольствием наблюдал на примере вращения пульта от телевизора. Просто брал его в руку (как обычно берут пульт) и подбрасывал вверх, придавая ему вращение вокруг оси со средним моментом инерции. И пульт почти всегда приземлялся в руку кнопками вниз, хотя я запускал его кнопками вверх. Тогда я не мог понять, почему так происходит, но практический вывод сделал совершенно верный)
Ага! Такая же фигня! Только подбрасывал ракетку для бадминтона. Как раз где-то году в 85-м))) Пультов у нас тогда не было.
Спасибо!
Тоже думаю о недостатке степеней свободы. На записи в невесомости вроде бы видно что сначала усиливается прецессия, а потом происходит переворот. Интересно было бы посмотреть на такой гироскоп в карданном подвесе, который сам меняет направление.
Воссторг!!!!! Огромное спасибо!!!
Новосибирская школа по физике - это супер! Родня Физтеху.
таки очень толковый канал!
Огромное спасибо! Просто изумительно! Кстати, а если сдвинуть маленькую вертушку от центра установки? Да, и саму сделать короче?
Ключевое слово - придумал👍✊
готов предположить, эффект не получился из за подвижного соединения, так как в жесткой сцепке большой груз за счет инерции на время выравнивает малую ось
1. Может быть центр главной оси смещен относительно вращающейся рамки, также как центр коромысла. 2.Орбитальная скорость падения модуля с космонавтом может иметь значение.
Посмотрев ролик, я понял, что эффекту Джанибекова есть объяснение, но самого объяснения не понял :)
Ещё интересно бы рассказать, почему переворота не происходит при вращении вокруг оси с наименьшим моментом. Интуитивно не очевидно)
Если простыми словами массы по центру больше чем по периметру вращения, и этой массы не хватает чтобы расколбасить центр.
@@user-iy3ys1um1e При отклонении у тёжёлых грузов малое возвращающее плечо силы, но большой радиус в центробежной силе. У малых грузов большое отклоняющее плечо силы, но малый радиус в центробежной силе. (это sin(2a) в формуле). Поэтому чья масса больше, тот и перевешивает.
10:10 частота нелинейных колебаний маятника сильно зависит от амплитуды колебаний, когда маятник зависает в малых окрестностях точек неустойчивого равновесия (такие эффекты могут использоваться в каскадах сверхрегенеративных усилителей🦋🪶)
Забавно, но эффект Джанибекова я открыл еще в детстве, когда подкидывал пульт от телевизора. Тогда мне это казалось очень забавным, как буквально за один оборот пульт стремится поменять направление (задняя часть с батарейками сильно тяжелее передней с кнопками), но естественно, в 10 лет побежать и начать писать научную работу ума не хватило :D
В последствии узнал, что хорошим экспериментальным примером на Земле является подбрасывание теннисной ракетки, что по сути - то же самое))
Но в этом видео первый раз узнал, что для объяснения эффекта достаточно и относительно симметричного тела. Андрею, как всегда, благодарность за видео)
Большое спасибо за выпуск. Почитав коментарии и немного поразмыслив. Я думаю, что из-за сил инерции и их влиянии на силы трения, данное устройство не совсем похоже ведет себя, а еще опыт Джанибекова наблюдался в условиях свободного падения, невесомости. Почему то этот эффект еще называют эффектом тенисной ракетки.
Я со своей дилетантской точки зрения могу лишь предположить, что либо невесомость "не полная" (есть притяжение самой станции), либо играет роль сопротивление среды, а может и все вместе. В опыте с коромыслом есть момент сопротивления подшипника и микро деформации металла (это я щас сам себя уговариваю). Вообще спасибо, смотрю Ваши эксперименты с удовольствием.
По заключительному вопросу:
Вы показывали, как легко коромысло вращается вокруг своей оси на подшипниках. Но это когда вся система не вращается. А когда она вращается и проявляется эффект Джанибекова, в процессе переворота коромысла скорости его грузиков сильно меняются. Значит, на коромысло действует большой момент силы со стороны подшипников. Поэтому трение в подшипниках в таком случае больше.
Чтобы эффект работал как в космосе, с зависаниями и т.д., коромысло должно возвращаться в положение, максимально близкое к оси рамки. Но из-за трения в подшипниках оно не может этого сделать.
В установке две независимые оси вращения, а у гайки они соединены вместе так, что вместе с поворотом по оси наименьшего момента вращения меняется пространственная ориентация плоскости вращения максимального момента с + на -. (То есть вся гайка целиком поворачивается по своей оси наменьшего момента вращения и совершает колебательные движения; с экспериментальной установкой этого, очевидно, не происходит.) Возможно, необходимость смены ориентации плоскости максимального момента вращения и связанная с этим инерция препятствует повороту на некоторое время.
Здравствуйте.
Спасибо смотрим всей семьёй с большим удовольствием!
Мне кажется как главе семьи:не весомость и в космосе невесомость.
На земле может быть эффект "Эфира".
Видно, что даже при первом пролете коромысло и близко не возвращается к горизонтали, конечно зависания так большого не будет. Вопрос в том, какие именно трения виновны?
Самое доступное и наглядное объяснение эффекта Джанибекова на Ютубе.
Спасибо и низкий поклон👍😊
Я думаю, что важную роль играет соотношение размеров вращающегося объекта к массе, надо еще учитывать Кориолисово ускорение.
Прикольна.... пасиб...
Возможно, для опыта следовало использовать карданов подвес. А так одна из осей жёстко закреплена.
эффект человека: присоединять человековые имена к объектам и процессам
сила трения в реальных подшипниках карданного подвеса зависит но механических нагрузок на подшипники, в том числе в поверболах
Интересно: можно этим объяснить замёрзших мамонтов, "Всемирный потоп" И исходную точку шкалы нашего летоисчисления?
Спасибо за видео.
А может быть нужно было разместить грузики крестом. Так чтобы грузики с меньшей массой были на более длинных рычагах. Более длинный рычаг давал бы большую стабильность и инерцию. Но при смещении меняется угол - рычаг уменьшается и вторая пара грузов на меньшем рычаге но большей массы разгоняется под действием центробежной силы и проскакивает по инерции положение с когда еë рычаг максимален. Что, в последствии, опять приводит в положение с максимальным рычагом малые грузы
Нужна свободная третья ось вращения.
А вообще, подсознательно, кажется, что в подобном устройстве, можно каким-то хитрым образом синхронизировать скорости и оси вращения таким образом, чтобы импульс расбалансировки системы, был бы всегда направлен вверх.
Как всё просто оказывается, а я думал думал раньше но не додумался :))). А на вопрос - так там связка жесткая получается между осями и сила энерции большой массы требует большей раскачки.
Чисто интуитивно кажется, что дело в разнице массы грузов на осях, ведь ваша модель из пластика сделала один уверенный оборот перед переворотом, возможно, дело в том, что более серьезной установке момент вращения равномерный, а в меньших он идет рывками.
Возможно вашу установку нужно поставить на центрифугу большого диаметра и придать ей пусть и криволинейное, но поступательное движение, и можно сделать ещЁ третью сь вращения, перпендикулярную обеим уже имеющимся
В курсе теоретической механики есть тема "Моменты инерции массы". Они бывают трех видов: полярный, осевые и центробежные. Полярный и осевые всегда положительные (они определяются квадрата и координат), а вот центробежные могут быть и отрицательными (они определяются произведение двух координат). Сделать идеально симметрично (сбалансированно) тело не возможно. При вращения тела относительно "средней" оси центробежный момент будет максимальным по величине. Думаю, что именно наличием центробежных моментов и можно объяснить это "кувыркание".
При возникновении эффекта Джанибекова возникает поступательное и вращательное движение тела. Результирующее движение удобно разложить на движение полюса и сферическое движение вокруг полюса. В сферическом движении происходит сложение угловых скоростей. Векторы угловых скоростей складываются как и другие векторы. Но ведь мы имеем дело со сложным движением, когда возникает не только сложение векторов угловой скорости, но и поворот вектора относительной угловой скорости. Поэтому результатом сложения угловых скоростей является вращение тела вокруг оси, которая является мгновенной и постоянно меняет свое положение. Наглядным примером сложения угловых скоростей является движение подвижной конической шестерни по неподвижной конической шестерне. Для того, чтобы обеспечить такое движение, подвижная коническая шестерня должна не только вращаться на валу, но и сам вал должен вращаться вокруг оси, которая совпадает с осью неподвижной шестерни. Неподвижным аксоидом при этом будет конусная поверхность.
Может один конец коромысла утяжелить, чтобы дольше зависало ?
Спасибо за эксперименты.
Здравствуйте! Спасибо за интересное видео. На мой взгляд на земле невозможно повторить эффект Джанибекова из за гравитации.
Во-первых они практически повторили в середине ролика, во-вторых у космонавтов гравитации не то чтобы заметно меньше
Может, момент силы тяжести при прохождении рамкой положения, когда она (рамка) параллельна земле, влияет на коромысло? Хм, но моменты силы тяжести должны компенсировать друг друга. Может, тогда момент реакции опоры со стороны оси коромысла на верхнее плечо коромысла влияет и выводит из неустойчивого равновесия? А в невесомости такой реакции опоры нет: все падают с одним ускорением.
Ответ на вопрос:Всё дело, как вы и сказали в ролике в инерциальной и неинерциальной системе или в дополнительной силе, силе притяжения
Про вопрос, так Вы движитесь со скоростью вращения Земли, а космонавты намного быстрее. Проекция на Землю немного меняется, смещается направление силы тяжести..
Из-за сопротивления воздуха угол к которому возвращается после разворота будет с каждым разом увеличиваться, так как при двороте по инерции часть силы тратится на сопротивление воздуха.
(неправильно) Похоже, дело в том, что коромысло лишь часть вращающейся системы. Если сделать рамку намного легче коромысла, оно будет приближаться ближе к оси и дольше вращаться в таком положении
Хотя нет. Модель точная. Большие грузы и должны двигаться по максимальному радиусу
Возможно, это просто вопрос подбора соотношения масс и размеров. Подозреваю, что при почти равных массах меньшие грузы будут подходить ближе к оси, дольше оставаться в таком положении и резче переворачиваться.
Да, это интересный очень эффект. И возможно согласно ему и смещение плоскости вращения земной оси с течением времени вполне реально. Ведь львиная доля массы земли находится в жидком состоянии, в постоянном движении, и вряд ли центр массы земли находится в ее геометрическом центре.
Это "объяснение на пальцах" годится в общем-то и для случая с минимальным моментом инерции. Там тоже ось вращения проходит через одну пару грузов, а два другие будут испытывать центробежный эффект. Поэтому возникает вопрос, будет ли эффект Джанибекова зависеть лишь только от моментов инерции? Может, есть ещё зависимость от соотношения размеров и распределения масс? (А при быстром вращении уже и сопротивление воздуха будет вносить заметный вклад).
Вот допустим лист фанеры размером 0,5×99×100 см. Там тоже будет наблюдаться эффект Джанибекова при вращении вокруг средней оси? А вращение вокруг "маленькой" оси будет устойчивым?
ответ: на видео заметно что в невесомости средняя ось, переворачиваясь, на время в ходе переворота существенно отклоняет большую ось а затем приняв стабильное положение она получает энергию от большой оси обратно и большая ось возвращается в исходное положение тоже. в важей же установке большая ось зафиксирована и поэтому не может на время принять а потом вернуть обратно средней оси энергию её переворота, поэтому она и теряет её на каждом перевороте значительно
В дополнение к объяснению данного эффекта в видоролике хочется кое-что заметить. В видео снятых в условиях космоса есть два объединяющих фактора большая разница масс на концах условных вращающихся крестовин и большая скорость вращения вокруг оси с лёгкими грузами. Повторить опыт с меньшим количеством переворотов вокруг оси с лёгкими грузами относительно оси с тяжёлыми грузами можно, если изначально увеличить скорость вращения так чтобы возник достаточно большой гироскопический эффект. Именно он не даёт лишний раз перевернуться маятнику вокруг оси с лёгкими грузами.
В эксперименте отсутствует зависание из-за отсутсвия однородного рапределения массы круглыми грузиками по кругу(полукругу) качения(не вращения) балки
Чтоб в эксперименте получилось плавное ускорение качения(иллюзия зависания) нужно качающиеся круглые грузики заменить(и жестко установить) на длинные(примерно пол-радиуса качения, +,-) любого однородного сечения и направленные по касательной кругу качения(не вращения). Думаю эффект зависания будет достигнут за счет того, что в начале качения центробежная сила длинных грузиков будет медленно нарастать пока они пересекают ось вращения, и также в конце качения центрбежная должна медленно убывать, возможно линейно.
Другой вариант,можно было поставить по два грузика на концах качающейся балки по кругу качения на небольшом расстоянии, тут скорее всего, в начале качения центробежная сила будет нулевая пока на каждом конце балки грузики будут по разные стороны от оси вращения, затем при пересечении оси вращения и вторых грузиков центробежная сила должна увеличиваться скачкообразно. Кажется в этих двух случаях по разному должно быть заметно то самое "зависание"
Действует сила гравитации, которая не влияет в невесомости. (плюс ***возможно*** погрешности в конструкции - смещение осей, которые распределяют действующие силы неравномерно)
Могу предположить, что на тела влияет сила тяжести. Поэтому и не происходит зависания.
возможно эффект не достигается за счет жестко закрепленной конструкции, которая удерживает концы оси, по которой вращаются изделия, за счет чего теряется часть инерционной энергии.
попробую в ответ на последний вопрос: вариантов вижу два. 1) слишком массивные грузы на концах коромысла, в следствии чего слишком большой момент, который не дает даже на время уравновеситься системе. 2) Слишком маленькая скорость, но исходя из формулы, чем больше скорость тем больше момент, а значит скорее всего 1й вариант, попробуйте убрать с концов коромысла сначала 32% массы, потом 68% от первоначальной массы.
В догонку ко всему вышесказанному хочу добавить, что планета Земля каждые 13 тыщ лет совершает такие кульбиты
Спасибо за ваши демонстрации. В формулах ничего не понимаю, а на пальцах очень познавательно. Но вот у меня вопрос: А земля же тоже вертится в условиях невесомости. Почему на неё не действуют такие же силы? Или действуют?
Конечно действуют! Про прецессию оси вращения Земли слыхали? Ну, что через 25000 лет она уже не будет проходить через Полярную звезду? Ну вот, это оно и есть! Прецессия!
На последний вопрос у меня есть предположение, что сила Кариолиса, возникающаю при движении во вращающейся СО, тормозит всю систему и угловая скорость вразения не остаётся постоянной, значит и сила центробежная несколько уменьшается.
Ваше коромысло не сбалансировано. Та половина, которая с желтой изолентой тяжелее. Эта половина силами инерции удаляется от оси вращения. Причина в этом. Мне так кажется.
Спасибо за ваши видео)
Поставляйте модели в надувных шарах!
Не скрывайте ЭД для молекул! Плоские молекулы (как книги) могут красть от теплового хаоса с ЭД, а некоторые точки из них могут осваивать и излучать. Это отличается от простого вращения.
Проблема установки думаю в том что все таки грузы свободны не во всех плоскостях, если поместить установку с тремя степенями свободы так чтобы она могла развернуться на 180°, то тогда должно все получиться. А с текущей установкой можно проверить если ось поместить на тензорные датчики тем самым измерить силы воздействующие на ось вращения, при отклонении малых грузов от оси. На истину не претендую, если не так, поправьте.
👍👍👍
Что-то про прецессию ничего не сказано, т.е. в инерциальной системе тело сначала очень слабо прецессирует вокруг оси вращения, постепенно ускоряясь. Затем в какой-то момент происходит срыв и тело поворачивается на 180 градусов.
При перекладывании вращения в моменте нарастания угла отклонения скорость вращения по стороне большей массы снижается, так как энергия перетекает на ось с малой массой. Экватор отклонения пересекается малой массой по инерции, а далее следует перетекание энергии от малой массы в сторону большей массы. Именно поэтому в подобной модели вращения мы наблюдаем относительно долгое вращение по оси с большей массой, и очень быстрое перекладывание. При чём что интересно - экватор оси малой массы не совпадает с 90 градусами вращения оси бОльшей массы.
В идеальной модели в идеальных условиях полной невесомости и вакуума подобная система может вращаться только по стороне бОльших масс. Но идеальных условий не существует, даже в вакууме есть то, что нарушит равновесие по стороне малой массы и начнётся вращение с перекладыванием оси.
По конструкции - в моменте перекладывания происходит отклонение оси вращения бОльшей массы. Сделайте "третью свободу", и конструкция станет работоспособной.
Нужно даже еще 4-ю свободу вращения добавить, чтобы эффект повторялся в конструкции.
Может потому что переворот выводит вращение из равновесия и когда он пытается вернуться в равновесие это удерживает качели по осям? То есть разница в том что оси должны быть связаны и за счёт этого влияют друг на друга?
Есть опыт про взрыв азота в ведре с шариками. Мнение людей разделилось, часть уверяет, что подбрасывает ведро атмосфера, другая часть говорит, что подбрасывает ударная волна и реакция опоры. Разберите интересный случай)
Тело имеет Заряды инерции, нарастают они медленно , а разряжаются лавинообразно, выжигая большую часть зарядов , в такой момент оно и переворачивается. Аналогично ведут себя женщины в синтетической одежде. Хороший электрический конденсатор, тоже заряжается самостоятельно особенно в сухую погоду.
Не получилось удержать кромысло в более менее устойчивом положении на несколько оборотов я думаю потому, что на нее действует слишком большой момент силы. Если заменинть коромысло на спичку, тогда эта спичка будет в более-менее устойчивом положении находиться куда дольше (ну и будет практически совпадать с осью вращения вала).
Воссоздать эффект не получается скорее всего ввиду того что мы не можем создать абсолютно идеальную модель, одна из частей маятника так или иначе тяжелей будет. В космосе нет гравитации, а поэтому и отклонение происходит медленней. На Земле же к центростремительной силе добавляется и сила притяжения
Есть ли что нибудь общее между сменой полюсов Земли и эффектом Джанибекова ?
Смена полюсов Земли это лишь бредовая теория, не подтвержденная никакими научными данными. Компас как и раньше показывает на север все той же частью стрелки. И впредь будет то же самое. Никакой смены полюсов не будет.
Конечно! Ось налетает на земную твердь и всё такое))) Но Вы, наверное, имеете в виду магнитные полюса. Думаю, что это другое.
@@user-oc5hy9sd4c Я не знаю что вы имеете ввиду , но мне кажется этот вопрос не для вас
Возможно, на карамысло влияет сила тяжести. Плюс - жёсткое крепление осей вращения.
Первая космическая в помощь 😊
В видео с реальным эффектом Джанибекова и даже в вашей демонстрации вертушки показана не крестовина, а нечто похожее на винт ( а это скорее трехшариковая крестовина, а не 4x ). Если в вашем эксперименте половину от синего маятника отпилить, или внести дисбаланс, может он будет дольше зависать в крайних положениях?
Применим ли этот эффект к земному шару?
Инерция распределяет и увеличивает как бы массу по окружности, на самом деле энергию, у вас она собрана в двух точках. Постоянной свободной оси, там не может быть, только закреплённая, либо масса больше энергии под воздействием гравитации. Всё зависит от приложенной силы( оборотов).
Мне кажется это влияние притяжения других крупных тел, как и вертикальное вращение, и сверка с наклонным вращением. И будет заметно влияние нашей земли, да и в космосе будет тоже заметно !
Но по факту - же надо в невесомости и в вакууме, но все равно будет биение при вращении, оно и будет разбивать систему на ассиметрию!
Эксперимент нужно проводить при отсутствии силы тяжести. Например, сбросить установку в очень тяжёлом аэродинамическом контейнере с Эйфелевой башни или найти хотя бы действующую мельницу.
Данный эффект можно наблюдать на детской карусели, где ось вращения наклонена относительно нормали к поверхности земли: то карусель замедляет вращение, то ускоряется, как будто движется в горку , а потом с горки. То есть имеется момент сопротивления вращения вызванный проекцией силы тяжести на плоскость перпендикулярной оси вращения на тангенциальное направление. В одном направлении оно будет тормозить вращение а в диаметрально противоположном направлении разгонять . Такой же эффект возникает в вертлюга парашютной системы из связки нескольких парашютов ...при раскрытии только одного из двух или трёх парашютов возникает несимметричное вращение вертлюга от действия только одного парашюта. В невесомости же сила тяжести уравновешена центробежной силой и она соответственно не вызывает сопротивления вращения (нет парозитной проекции которая возникает в каруселях на земле)
Представьте эти же карусели с осью наклонной от вертикали в невесомости: они должны свободно вращаться без появления всякого сопротивляющегося момента как на земле.
Да, забыл добавить ..здесь угол наклона оси коромысла каждый момент времени меняется та парозитная составляющая момента и от этого эффект неустойчивого вращения , а точнее отсутствия вообще почти какого вращения, усиливается.