Reddit - askcience - Un profesor face o greutate mare; ușor ca un fulg; prin rotirea ei
Mai exercită aceeași forță pe care ar face-o fără să se învârtă?
Editați | ×. Pot explica asta mai bine.
tl; dr: efectul giroscopic contracarează cuplul pe care altfel ar trebui să-l aplice, dar nu greutatea.
Imaginați-vă că tipul a vrut să sprijine bara și roata orizontal, ținându-le la capăt cu o singură mână și că roata nu se învârtea.
Pentru a face asta, va trebui să se lupte cu două forțe diferite. Unul, greutatea de 40 de kilograme a roții și a barei. În al doilea rând, cuplul cauzat de tragerea gravitației pe acea roată a fundului greu de la capătul barei. Pentru a menține bara la o orizontală constantă, el ar trebui să contracareze ambele forțe.
Greutatea nu este atât de mare. Ținerea unei greutăți de 40 de kilograme la capătul brațului nu este o problemă. Corpurile umane sunt în mod rezonabil potrivite pentru acest tip de sarcină. Cuplul, totuși. Asta e cu totul altă poveste. Încerci să ții acea bară la o orizontală constantă împotriva oricărui cuplu? Probabil și-ar rupe încheietura încercând. Și într-adevăr, în videoclip, veți vedea că înainte ca roata să se învârtă, el nici măcar nu încearcă. Înainte să se învârtă, el are lucrul cu două mâini, iar una dintre acele mâini este mult mai aproape de roată. Cu două mâini în această poziție, el poate contracara cu ușurință orice cuplu descendent de la roata grea apăsând pe capătul îndepărtat al barei.
Deci, este evident ce s-ar întâmpla dacă roata nu se învârtea. Deci, de ce este diferit când roata se învârte?
Pentru că transformă lucrul într-un giroscop imens. Și giroscopurile au această proprietate ciudată că, atunci când aplicați o forță care le-ar roti într-un singur plan, acestea răspund rotind efectiv într-un plan aflat la 90 de grade distanță de planul forței. Ciudat, dar adevărat.
Și ce forță inducătoare de rotație se aplică sistemului unui giroscop rotativ la capătul unei bare lungi ținute la un capăt? Ei bine, același cuplu produs de gravitație, care ar fi o astfel de problemă pentru tip. Deci, în timp ce gravitația încearcă să rotească bara și roata în jos, pivotând la mâna tipului, giroscopul răspunde înclinând într-un plan aflat la 90 de grade de planul vertical definit de axa barei și de vectorul de gravitație local. Care, dacă îl rezolvați, este un plan orizontal. Deci, mai degrabă decât să se întoarcă în jos, forța giroscopică a roții grele care se rotește rapid face ca roata și bara să se rotească orizontal, așa cum vedem în videoclip.
Forța giroscopică a transformat cuplul descendent pe care tipul nu îl poate contracara într-un cuplu orizontal pe care nu trebuie să îl contracareze. Pur și simplu merge cu el și lasă roata să se învârtă chiar în jur. El este încă pe cont propriu pentru greutatea totală de 40 de kilograme - și recuzită completă pentru tip pentru că poate ridica drept 40 de kilograme peste cap așa cu un braț la vârsta sa aparentă - dar asta este tot ce trebuie să facă. Cuplul nu mai este o problemă.
Este doar o ancoră/ghid pentru impulsul greutății?
În esență, da. El acționând ca o ancoră înseamnă că gravitația, care altfel ar trage întreaga roată și bara drept în jos, fără probleme, poate în schimb doar să rotească roata și bara, aducând astfel efectul giroscopic. Dacă tipul ar fi lăsat să plece, totul ar cădea încă direct în jos.
Cum joacă în ea lungimea barei dintre mâna sa și greutatea care se învârte?
Lungimea barei afectează cuplul generat de greutate și greutate. O bară mai lungă, așa cum ți-ai imagina, ar crea un cuplu mai mare pentru ca tipul să poată contracara.
Explicație originală pentru referință:
Un fel de. Dacă roata nu se învârtea și el ținea doar capătul îndepărtat al barei, atunci evident că aproape își rupea încheietura încercând să exercite un cuplu suficient asupra barei pentru a menține nivelul barei. În mod clar, el nu exercită această forță specială. Întrebarea este, de ce nu? Răspuns: deoarece roata care se rotește este un giroscop enorm. Și giroscopurile au această proprietate ciudată că atunci când încercați să le rotiți de-a lungul unei axe, acestea răspund înclinând pe o axă la 90 de grade distanță de axa pe care ați aplicat forța. Este ciudat-ciudat, dar asta fac giroscopii.
Deci ce se întâmplă? Deoarece ține bara la capătul îndepărtat, creează un punct pivot. Gravitatea, ca întotdeauna, încearcă să tragă totul în jos. Cu pivotul la îndemână, gravitația încearcă efectiv să rotească bara - și giroscopul - în jos. Și ce fac giroscopurile atunci când încercați să le rotiți? Acestea se rotesc într-o direcție la 90 de grade distanță de direcția în care este aplicată forța. Ce direcție se află la 90 de grade distanță de rotirea în jos? De ce, rotindu-se într-un plan orizontal, așa cum vedem în videoclip.
În esență, giroscopul care se rotește transformă rotația normală în jos în rotație stânga/dreapta (în funcție de felul în care se rotește giroscopul).
Acest lucru face să pară că greutatea mare levitează acolo, dar într-adevăr nu este cazul. În continuare cântărește exact aceleași 40 de kilograme ca tipul măsurat la început. Încă susține aceeași greutate de 40 de kilograme într-o mână. Este mult mai ușor de făcut, deoarece lucrul nu încearcă să-i rupă încheietura mâinii în același timp.
Notă laterală: dacă giroscopurile se pot levita astfel, atunci de ce, s-ar putea să întrebați, nu le-am folosit pentru a construi mașini zburătoare și mașini antigravitaționale? Pentru că, amintiți-vă, acest efect se referă doar la rotație, nu la translație (mișcare liniară). Funcționează doar cu un punct de pivot pentru a împinge. Dacă tipul ar fi trebuit să renunțe la capătul lansetei, totul ar cădea într-adevăr drept în jos. Fără să se rotească. Fără punctul de pivot, gravitația ar fi capabilă să traducă obiectul în jos, evitând astfel efectele giroscopice. Dar, din moment ce este ancorat la mâna tipului, avem un comportament ciudat văzut în videoclip.
tl; dr: efectul giroscopic contracarează cuplul pe care altfel ar trebui să-l aplice, dar nu greutatea.
Doar o parte; în timp ce în limbajul fizicii termenul este cuplu, în terminologia inginerească efectul creat de forțe paralele, dar separate, se numește moment. Cuplul se referă atunci la o forță de răsucire, de obicei de-a lungul celei mai lungi axe a unei piese.
Pentru cei care ar putea fi confuzi.
în terminologia inginerească, efectul creat de forțe paralele, dar separate se numește moment.
Nu trebuie să fie paralele. Două forțe care acționează în puncte diferite asupra unui obiect vor provoca cuplu (sau un moment), cu excepția cazului în care forțele sunt coliniare.
Da, dar dacă nu sunt paralele se creează alte forțe și, din moment ce putem descompune pur și simplu vectorul forței în componente paralele și non-paralele, amândoi spunem același lucru.
Nu cumpăr această explicație, deoarece se învârte în jurul afirmației dvs. că a ține 40 kg de greutate cu un braț în lateral este o bucată de tort. Am făcut culturism timp de 5 ani și abia recent am reușit să ridic lateral o ganteră de 40 de lb pe partea mea pentru repetări de 10. Dacă aș ține ventuza pe partea mea și aș încerca să o învârt în aceeași mișcare, acest domn dacă m-aș transforma în albastru la față și cu siguranță îmi auzeai efortul exercitat în tonul vocii mele.
Partea învârtită a mișcării provine din forțele giroscopice, nu din acțiunea brațului său. Tot ce face este să apese 40 de kilograme peste cap (ceea ce nu m-aș fi așteptat de la el doar uitându-mă, îi voi da asta).
Nu cumpăr această explicație, deoarece se învârte în jurul afirmației dvs. că a ține 40 de kilograme de greutate cu un braț în lateral este o bucată de tort.
Nu, îți lipsește ideea. Afirmația mea este că deținerea unei greutăți de 40 lb în acest mod este practic imposibilă, după cum știți bine.