Główny nauka

Fizyka precesji

Fizyka precesji
Fizyka precesji

Wideo: Precesja #15 2024, Lipiec

Wideo: Precesja #15 2024, Lipiec
Anonim

Precesja, zjawisko związane z działaniem żyroskopu lub obracającego się blatu i polegające na stosunkowo powolnym obrocie osi obrotu wirującego ciała wokół linii przecinającej oś obrotu. Płynne, powolne kręcenie wirującego blatu jest precesją, nierównomierne kołysanie to nutacja.

Na rysunku dysk masy W i zamocowany wał obracają się z dużą prędkością wokół osi obrotu AB. Prędkość kątową ω, patrząc w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara od A, można wskazać albo za pomocą zakrzywionej strzałki ω w płaszczyźnie dysku, albo przez wektor ω prostopadły do ​​dysku i skierowany w prawo. Zakrzywiona strzałka ω i wektor ω ′ są odpowiednio analogiczne do obrotu i przesunięcia prawej śruby w nakrętce; jest to znane jako zasada prawa. Zazwyczaj wygodniej jest przedstawiać obroty i momenty obrotowe (które zwykle wytwarzają obroty) za pomocą wektorów niż zakrzywionych strzałek.

Wał i kolumna stacjonarna AC są połączone przegubem kulowym w punkcie A, co pozwala na obrót wału wokół dowolnej linii przechodzącej przez A. W układzie pokazanym na rysunku ciężar W tworzy moment WL zgodnie z ruchem wskazówek zegara wokół A, który może być reprezentowany przez wektor M wielkości WL, działający w punkcie A i prostopadły do ​​AB. Z tego powodu wał będzie wstępnie (obracał się powoli) wokół osi kolumny w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, patrząc od C; prędkość kątowa precesji jest wskazywana przez wektor Ω. Należy zauważyć, że ω ′, M i Ω są względem siebie prostopadłe i że wektor spinowy ω ′ zawsze obraca się w kierunku wektora momentu M. Można wykazać, że Ω, prędkość kątowa precesji, nie zależy pod kątem α, który w przypadku obracającego się blatu jest zbliżony do 180 stopni.

Precesji wierzchołków często towarzyszy zjawisko zwane nutacją, o czym świadczy falowy ruch końca osi obrotu spowodowany zmianami kąta α.