На что тратится энергия при повороте гироскопа?

А в том-то и дело, что ни на что энергия не тратится, Поворот оси происходит перпендикулярно приложенной к ней силе, а dA = F*ds векторно, т.е. ноль. Всем ботать теормех!

 

ubil

> "Поворот оси происходит перпендикулярно приложенной к ней силе"

Ты бы сначала с общей физикой разобрался - знать формулы это одно, а вот правильно их применять это другое

Как можно развернуть ось гироскопа, не развернув перпендикулярный к ней "блин" ?



staier

Это ты о чем ??? Хочешь выяснить почему волчок не разлетается на отдельные молекулы ? Простейшая модель: идеальная ось без трения, вокруг которой на нитке вращается шарик. Почему шарик вращается вокруг оси, а не летит прямолинейно и равномерно ? Правильно, потому что на него действует сила натяжения нити - отрежь нитку и шарик улетит по касательной. Также и молекулы волчков-гироскопов удерживаются вместе внутренними силами и не разлетаются в разные стороны



_DEN_

Встречный вопрос: тело движущееся равномерно и прямолинейно сначала затормозили и остановили, а затем разогнали в том же направлении до той же скорости. Кинетическая энергия тела в итоге не изменилась. Была ли затрачена энергия на эти манипуляции ?

С гироскопом ИМХО дело обстоит примерно также. Гироскоп это не материальная точка, а система движущихся материальных точек, обладающих кинетической энергией. Если на его ось действует поворачивающая сила, то начинается прецессия+нутация, а это дополнительное движение и дополнительная кинетическая энергия системы материальных точек. Если тебе удается развернуть гироскоп на 360 градусов и вернуть его в прежнее невозмущенное состояние, значит ты в процессе манипуляций совершаешь работу на изменение кинетической энергии гироскопа, несмотря на то, что в итоге она оказывается той же самой.

 

2 leo:

Ну, само-собой, что блин (и весь гироскоп) поворачивается вместе с осью. И где, по-твоему я неправильно применяю формулы? А с общей физикой у меня зае****, недавно ГОС сдавал.

 

по-моему при повороте оси гироскопа выполненная работа превращается в кинетическую энергию вращения блина.



Если ты повернёшь ось на угол A, а потом вернешь в исходное положение, результирующая энергия гироскопа увеличится.



Фактически это то же самое что раскручивание гири на верёвке.

 

Можно еще добавить, что в результате приложения внешнего момента, перпендикулярного к моменту импульса гироскопа, происходит перераспределение кинетичесой энергии вращения между осью вращения гироскопа и осью, вдоль которой дейстует момент силы. Из-за этого мы видим, что ось поворачивается.

 

ubil

> "недавно ГОС сдавал"

Ну и как - сдал ? Поздравляю

Но ты ИМХО рассуждаешь абстракто-математически, а не физически. Во-первых, в установившемся состоянии при F=const не мгновенная работа dA=F*ds*cos на оси равна 0, а средняя, т.к. каждая точка оси за счет прецесcии движется по окружности и в разных точках траектории cos угла принимает все значения от -1 до +1 и в среднем при F=const получается 0.

Во-вторых, по условию задачи на ось гироскопа в начальном состоянии никакая сила не действовала. Разумется при включении постоянной силы F ось не может скачком перейти из неподвижного состояния к установившейся прецессии - должен быть переходной режим, в котором точки оси движутся не по окружности, а по спирали и средняя работа силы за один оборот не равна нулю. Аналогичную ситуацию имеем и с блином. Причем чем больше скорость вращения, тем меньше виток спирали для каждой точки блина отличается от окружности и соответсвенно нескомпенсированная работа за один оборот тоже меньше.



> "перераспределение кинетичесой энергии вращения между.."

Надеюсь на основании этого ты не будешь утверждать, что кинетическая энергия волчка\гироскопа остается одинаковой при наличии и отсутствии момента силы