Вращающийся тяжелый гироскоп можно поднять одной рукой

[AlexNew]

Собственно видео, на котором виден данный эффект:
https://www.youtube.com/watch?v=JRPC7a_AcQo&list=TLUXvYnAkXu8CByxEvXFAdMevVWhmL4_0N

Маховик который с трудом можно поднять двумя руками, после раскрутки легко можно поднять одной рукой.
Демонстрирует Roberts Laithwaite, http://en.wikipedia.org/wiki/Eric_Laithwaite

Как объяснить данный эффект ?
Пока задавал вопрос такие мысли посетили:

Кинетическая энергия вращения похоже перешла в потенциальную энергия в гравитационном поле.
Скорость вращения значит уменьшилась, и действительно,
закон сохранения углового момента заставил профессора повернуться.

Может есть другие варианты объяснения?

[ratay]

На видео фокусы всякие можно показывать (Акопян бы это объяснил лучше меня). Ну не должен он после раскручивания становиться легче. Может, это пропихивание нового варианта какого-нибудь инерциоида?

[Евгений Машеров]

AlexNew в сообщении #916033 писал(а):

Кинетическая энергия вращения похоже перешла в потенциальную энергия в гравитационном поле.

"Не бывает".

На самом деле демонстрируется устойчивость положения оси гироскопа (и немного физическое, не в смысле физических наук, а в смысле физкультуры развитие профессора).
Если пытаться удержать невращающийся гироскоп за дальний конец оси вращения, то момент силы получается большой, и кисть руки выворачивает, нужно держать и другой рукой. Если гироскоп вращается, момент этой силы компенсируется, и на руку действует сила в вертикальном направлении, так что работают не суставы "на выворачивание", а кость на сжатие.

-- 07 окт 2014, 07:55 --

ratay в сообщении #916041 писал(а):

На видео фокусы всякие можно показывать (Акопян бы это объяснил лучше меня). Ну не должен он после раскручивания становиться легче. Может, это пропихивание нового варианта какого-нибудь инерциоида?

Не, честный опыт по честной физике. "Инерцоид" был бы, если, взвесив до опыта гироскоп, он, раскрутив, взвесил повторно и указал бы, что стрелка не там и "вес исчез".
Демонстрируются (по убывающей степени существенности для опыта):
1. Свойства гироскопа.
2. Понятие "момента силы"
3. Некоторые особенности биомеханики человека (работа суставов и соответствующей мускулатуры на изгиб и работа скелета и мышц на сжатие)

[Deggial]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (М)» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[ratay]

Машеров: ну, если ось горизонтальна, то да. В таком случае для чистоты эксперимента надо и вращающийся, и невращающийся маховик поднимать за середину. Т.е. все-таки фокус (но не чудо). Ведь когда фокусник прячет ассистентку в ящик и распиливает его, то пилит он по-честному, а вот объяснение каждый зритель придумывает для себя сам (и пока этот фокус не стал общеизвестным, объяснение у многих было неверным).

[Евгений Машеров]

Горизонтальна. Хорошая демонстрация как физического эффекта, так и физических кондиций профессора. А до какой степени это фокус, а до какой - лекционный эксперимент, зависит от комментария.
А чуда тут не больше, чем в старой советской игрушке:

[Xey]

Полезно "прочувствовать на пальцах" как в гироскопе появляется прецессия. Для этого полезно рассмотреть на вращающуюся гантель. Например это приведено здесь
http://aviaciaportal.ru/ajerodinamiches ... ercionnye/

Здесь такой рисуночек

На этом рисунке ось вращения гантели горизонтальна, как и у гироскопа игрушки, приведенной выше. Но здесь момент, вызывающий проецессию, прикладывается не по горизонтальной оси как у игрушки, а по вертикальной. И вот как описан механизм прецессии (не по вертикальной оси , как у игрушки, а по горизонтальной).

Цитата:

Пусть две массы $m1$ и $m2$, соединенные стержнем (гантель), вращаются вокруг оси $X$ ($X$ направлена вперед, $Y$ вверх, $Z$ влево) с некоторой угловой скоростью $\omega x$ ( См рис. $a$ ). Попытаемся изменить положение оси вращения, создав в момент прохождения стержнем горизонтального положения кратковременным импульсом угловую скорость $\omega y$ В результате этого масса $m1$ приобретет дополнительную скорость $\delta V1$ направленную вперед, а масса $m2$ приобретет скорость $-\delta V2$ , направленную назад. При дальнейшем вращении системы (гантели) с угловой скоростью $\omega x$ массы $m1$ и $m2$, стремясь по инерции сохранить приобретенные скорости, создадут гироскопический момент $Mz гир$, который при переходе из положения $a в положение $b$ (См. рис.) будет стремиться повернуть ось $X$ вокруг оси $Z$.

Рекомендую разобраться и с игрушкой, каким образом момент от самолетика, стремящийся повернуть ось вращения гантели вокруг горизонтальной оси, через четверть оборота гантели проявляется в повороте оси вращения гантели вокруг вертикальной оси.

[AlexNew]

Да действительно, Спасибо!
Однако забавная демонстрация.

[Xey]

Всегда не нравилась фраза - прецессиия безинерционна.
В приведенном выше описании прецессии вращающейся гантели , прецессия от короткого момента импулься проявляется вроде бы плавно, по мере смещения масс гантели.

А как для маховика, тоже есть время реагирования , порядка четверти оборота?


Полистал немного , видел мнение , что связь второго закона Ньютона с прецессией гироскопа очень уж громоздкая .