Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
BILET_PO_FIZIKE.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
547.33 Кб
Скачать

[Править]Пример

На рис. 1 изображено вращающееся велосипедное колесо, висящее на двух нитях «a» и «b». Вес колеса уравновешивается силами, вызванными деформациями нитей. Колесо обладает моментом импульса  , направленным по его оси и в том же направлении направлен вектор угловой скорости вращения колеса  .

Пусть в некоторый момент времени нить «b» будет разрезана. В таком случае, вопреки ожиданиям, вращающееся колесо не изменит горизонтального направления своей оси и, подобно маятнику, не будет качаться на нити «a» . Но его ось начнёт поворачиваться в горизонтальной плоскости благодаря действию на него момента силы  :

Поскольку

 и   , то 

и, так как угловая скорость прецессии :  равна: , получаем:  или, с учётом того, что  , где   есть момент инерции колеса: [3]

Формальное объяснение такого поведения вращающегося колеса заключается в том, что вектор приращения момента количества движения  всегда перпендикулярен вектору   , кроме того, он всегда параллелен вектору момента силы  , всегда находящегося в плоскости горизонта (к которой перпендикулярен вектор веса тела  ).Поэтому ось колеса прецессирует в данном случае параллельно этой плоскости.

Приведённое объяснение показывает как происходит прецессия, но не даёт ответа почему, который состоит в том, что в начальный момент под действием силы тяжести ось колеса всё же наклоняется в плоскости чертежа и вектор количества движения меняет своё положение в пространстве:  . Однако сила тяжести не создаёт никакого момента в горизонтальной плоскости. И поэтому направление и величина момента количества движения должна оставаться прежними, что достигается появлением дополнительного момента   в выражении:

 =   +  .

Именно этот момент и вызывает прецессию.[4]

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]