Home » Articole » Articole » Știință » Fizica » Mecanica » De ce nu cade titirezul? Fizica titirezului

De ce nu cade titirezul? Fizica titirezului

postat în: Mecanica 0

Puțini dintre miile de copii care au învârtit un titirez în copilărie vor da, îmi imaginez, răspunsul corect. Într-adevăr, de ce nu se răstoarnă un titirez care se rotește, fie el drept sau chiar înclinat, așa cum s-ar putea aștepta să o facă? Ce îl menține în poziția sa aparent instabilă? La urma urmei, gravitația nu îl afectează?

Aici avem o interacțiune destul de curioasă a forțelor. Acum, din moment ce teoria referitoare la titirez nu este o chestiune simplă, nu mă voi obosi să o explic, ci doar să furnizez motivul principal.

TitirezFig. 24 ilustrează un titirez care se rotește în direcția indicată de cele două săgeți. Acordați atenție segmentului A și opusului său B. Segmentul A încearcă să se îndepărteze de tine, în timp ce segmentul B caută să facă opusul. Urmărește cum se mișcă A și B când înclini partea superioară spre tine. A se mișcă în sus și B în jos; cele două segmente primesc un impuls în unghi drept cu propria mișcare. Dar, deoarece în rotația sa rapidă viteza circumferențială a segmentelor este foarte mare, viteza nesemnificativă pe care i-o conferiți, prin adăugarea la viteza circumferențială mare a unui punct, va produce o viteză rezultantă de practic aceeași valoare și astfel mișcarea vârfului cu greu se schimbă. Acum veți înțelege de ce vârful pare să reziste încercărilor de a-l împinge. Cu cât masa vârfului este mai mare și cu cât se rotește mai rapid, cu atât este mai mare rezistența pe care o oferă eforturilor de a-l răsturna.

Fig. 24. De ce nu cade titirezul?

Explicația este direct legată de legile inerției. Fiecare atom din vârf se mișcă de-a lungul unei orbite circulare într-un plan perpendicular pe axa de rotație. În conformitate cu legile inerției, acest atom sau particulă caută în fiecare moment să se îndepărteze de orbita sa circulară către una dreaptă, așezată la tangentă. Cu toate acestea, deoarece fiecare cale tangenţială este situată în acelaşi plan cu circumferinţa însăşi, fiecare particulă încearcă întotdeauna să-şi reţină mişcarea în planul perpendicular pe axa de rotaţie. Aceasta înseamnă că toate planurile din partea superioară perpendiculară pe axa de rotație încearcă să rămână în poziția inițială în spațiu și că, în consecință, perpendiculara comună pe ele — axa de rotație în sine — încearcă să-și păstreze și direcția inițială.

TitirezFig. 25. Un titirez lovit în sus păstrează direcția inițial a axei sale.

Nu voi examina toate mișcările titirezului care sunt produse atunci când o forță externă este aplicată, deoarece ar necesita o explicație prea detaliată și, prin urmare, probabil plictisitoare. Vreau doar să vă spun de ce fiecare corp rotativ încearcă să împiedice schimbarea direcției axei sale de rotație.

Această proprietate este utilizată pe scară largă în ingineria modernă. Navigatorii și aviatorii folosesc diverse dispozitive giroscopice, cum ar fi compas și giroscoape, toate bazate pe principiul giroscopului. Rotația conferă stabilitate obuzelor și gloanțelor și poate fi folosită și pentru a asigura stabilitatea în zbor în cazul vehiculelor spațiale precum sputnikurile și rachetele. Acestea sunt avantajele care au fost derivate din ceea ce s-ar fi crezut doar o simplă jucărie.

(Traducere și adaptare de Nicolae Sfetcu din Yakov Perelman – Занимательная физика. © 2022 MultiMedia Publishing)

Fizica fenomenologică - Compendiu - Volumul 2
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 2

Un compendiu care se dorește a fi exhaustiv pentru domeniul fizicii, cu accent pe explicarea fenomenelor și aplicațiilor practice. O carte pentru studiul personal, concisă și ușor de citit, care clarifică aceste teorii ale fizicii, cel mai important domeniu al … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $9.99$35.00 Selectează opțiunile
Fizica fenomenologică - Compendiu - Volumul 1
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 1

Un compendiu care se dorește a fi exhaustiv pentru domeniul fizicii, cu accent pe explicarea fenomenelor și aplicațiilor practice. O carte pentru studiul personal, concisă și ușor de citit, care clarifică aceste teorii ale fizicii, cel mai important domeniu al … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $9.99$35.00 Selectează opțiunile
Mecanica fenomenologică
Mecanica fenomenologică

O privire de ansamblu asupra mecanicii clasice, care intenționează să ofere o acoperire a principiilor și tehnicilor fundamentale, un domeniu vechi dar care se află la baza întregii fizicii, și care în ultimii ani a cunoscut o dezvoltare rapidă. Se … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $4.99 Selectează opțiunile

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *