Естественные науки

Кто понимает в физике, подскажите, пожалуйста!

Ещё со школы никак не могу понять почему не падает волчок. читал где-то, в интернете искал, а всё-равно понять не могу. Как-нибудь доступно кто может объяснить?
Он падает, но МЕДЛЕННО. А медленно, потому что вращается.
Возьмите в руки кусочек свинца массой в 9 грамм и попробуйте им помахать. Надо полагать, что больших усилий прилагать не придётся. А теперь попробуйте остановить ЛЕТЯЩУЮ ПУЛЮ. Вот разница между просто волчком и вращающимся волчком - это разницу между кусочком свинца в 9 граммов и летящей пулей. Момент импульса волчка - это произведение его момента инерции (аналог массы для вращательного движения) на скорость вращения. Чем быстрее вращается - тем соответственно больше момент количества движения. Прямой аналог для поступательного движения - импульс пули (mv).
Но момент количества движения - это ВЕКТОРНАЯ величина: он направлен по оси вращения. И чтоб его изменить, хоть бы и по направлению, - надо приложить момент сил (чтоб изменить скорость летящей пули - надоприложить силу, и эта сила тем больше, чем быстрее мы хоти остановить пулю) . Момент сил, которые действуют на волчок, ничтожно мал: это вес волчка умножить на отклонение центра тяжести от оси вращения. Для идеально сбалансированного волчка это отклонение ничтожно мало - а значит, отсутствует (почти) опрокидывающий момент. А значит, НАПРАВЛЕНИЕ вектора момента импульса сохраняется: ось волчка остаётся неподвижной.
Вестимо, ничего идеального в природе не бывает, поэтому хоть небольшая асимметрия у волчка, но есть. Поэтому некоторый опрокидывающий момент на волчок действует. Но момент этот маленький, а вектор по абсолютной своей величине - большой (напомню - он пропорционален скорости вращения) . Поэтому МАЛЕНЬКИЙ опрокиывающий момент будет изменять БОЛЬШОЙ по величине вектор МЕДЛЕННО. Тут опять можно привести аналогию с летящей пулей - её собственный вес отклоняет траекторию от прямолинейной, но медленно. На большой дистанции.
Мамин Неодекват
Мамин Неодекват
93 899
Лучший ответ
Улжан Бильдебаева По Вашей логике волчок, если он уже отклонился от вертикали, обязательно упадет даже В ОТСУТСТВИЕ силы трения. А это не так.
Егор Филимонов То есть он при небольшом внешнем отклонении всё-таки начинает падать, но медленно-медленно, вследствие того, что внешняя сила
Очень просто.
Потому что вращается.
Если волчок "хочет" упасть на какой-то перевешивающий бок, то не успевает это сделать, потому что этот тяжёлый бок постоянно оказывается с разных сторон, и волчок просто "не знает", куда падать и продолжает крутиться стоя.

Это называется моментом импульса.
Производная момента импульса - момент силы.
Если силы, действующие на волчок, малы, то и момент импульса (т. е. грубо говоря, направление оси вращения) изменяется мало.
Егор Филимонов В общем понятно, особенно понравилось (в хорошем смысле) " волчок просто "не знает", куда падать"!
Инерция.

Что о ней говорит нам господин Ньютон? Он говорит, что, если на тело не действуют внешние силы, то оно движется прямолинейно и с постоянной скоростью.

Посмотрим на волчок. Каждая его частичка движется по кругу, т. е. сила на них действует и это центростремительная сила. Она берётся из внутренних взаимодействий между частицами волчка: раз они не разлетаются, значит как-то друг с другом связаны (см. химию о типах связей) .

Теперь, конечно, можно было бы сделать некоторую математику, но хрен с ней, поверь мне на слово :))) : круговое движение, в некотором смысле, похоже на прямолинейное, т. е. , пока волчок не разорвало, каждая его частичка "хочет" продолжать двигаться с той же самой скоростью вращения.

А как эти частички, вместе составляющие волчок, могут продолжать крутиться так же, как в начале? Только сохраняя постоянную ось вращения и скорость.
Конечно, in real life, есть силы, мешающие этому продолжаться до бесконечности (например, трение) и потому, рано или поздно, волчок падает. Плюс к этому есть какие-то силы, опрокидывающие волчок, например, боковой ветерок или банальная ассиметрия самого волчка.
Лена Матвеева
Лена Матвеева
75 670
вращающееся тело преобретает момент импульса L. L величина векторная модуль ее равен L=Jw, где J - момент инерции тела, w - угловая скорость его вращения. направление вектора совпадает с осью вращения. для момента импульса существует закон сохранения - импульс замкнутой системы не изменяется, не изменяется как по величине так и по направлению, т. е. положени оси вращения тела (если на него не действуют другие тела) не меняется. сила трения волчка о подставку небольшая, поэтому в первом приближении (при достаточно большой w) волчок можно считать замкнутой системой.
Ðʃƙⱥћɍь™ .
Ðʃƙⱥћɍь™ .
70 161
А я это явление запомнила с лекций по ЯМР. Одно слово "прецессия".
не знаю правильно или нет, волчок напоминает мне фигуриста на льду, который вращается вокруг себя, фигуристу помогает центробежная сила, может из-за этой силы он и не падает
Егор Филимонов А может он как велосипедист, просто равновесие держит, лично я так прокрутиться не могу, что же мне центробежная сила не помогает?
Арай Бимагамбетова вы же не фигурист??? и вроде не волчок???

Похожие вопросы