Класс!ная физика



Волчки и однорельсовый вагон

Прецессия наглядно


Отрывок из книги профессора Б. Дональда «Волчок и его будущее в технике», изданной в 1912году:.

Популярным техническое применение волчка стало благодаря однорельсовому вагону.

Однажды на выставке в Берлинском зоологическом саду перед публикой появился однорельсовый вагон – маленькая, открытая вагонетка на несколько мест катилась на двух колесах, помещенных одно за другим, только по одному рельсу и с поразительной устойчивостью.

Она изменяла скорость движения, легко скользила по самым крутым закруглениям и даже делала остановки, чтобы выпустить пассажиров. И при этом она не опрокидывалась!

В чем же заключается тайна однорельсового вагона, которому дает устойчивость именно волчок?

Принудительное опрокидывание волчка в направлении наступающей прцессии вызывает действие силы, которая противоположна силе, вызывающей прецессию.

Если мы к прецессии, претерпеваемой волчком при опрокидывании вагона, присоединим в том же направлении насильно еще дальнейшую прецессию, то вагон снова выпрямляется. Эта добавочная прецессия – трудно разрешимая задача, но затруднения, по-видимому, уже преодолены.

Таково решение загадки!

В однорельсовом вагоне установлены приблизительно на уровне пола два волчка с вертикальной осью, вращающиеся в противоположных направлениях. Вагон приводится в движение обычным способом, подобно электрическому трамваю, электродвигателями, так же, как и волчки; число оборотов волчков доходит до 8000 в минуту, а вес до 57 кг.

Когда вагон накреняется и волчки претерпеваю прецессию, то немедленно вступает в действие чувствительный механизм «добавочной» прецессии, который усиливает прецессию и выпрямляет вагон, который тогда накреняется немного в другую сторону.
Таким образом однорельсовый вагон постоянно колеблется по обе стороны своего вертикального положения, но, конечно, так слабо, что это едва заметно.

Если центр тяжести вагона перемещается, например, от того, что пассажиры входят сбоку, то, благодаря этому новому опрокидывающему моменту, усиливается как прецессия, так и добавочная прецессия, и вагон наклоняется в другую сторону, пока центр тяжести снова не будет подпираться рельсом.

Этот катящийся только по одному рельсу вагон - совершенно необычное зрелище, и на столько противоречит всякому опыту, что поразительный эффект его на наивного зрителя приходится назвать прямо-таки колоссальным. Вагон перевернулся бы.

В физическом смысле однорельсовый вагон представляет собой самый безопасный для пассажиров экипаж, - безразлично, стоит ли он на месте или находится на ходу, идет ли он по крутому закруглению или скользит по крепкому проволочному канату над глубочайшей пропастью. И даже механизм волчков может приостановиться, так как волчки и после того вращаются еще около часа.

Только механизм для добавочной прецессии не должен отказываться служить, потому что тогда, несмотря на все подпорки, которые можно опустить с помощью ручного привода, вагон непременно перевернется.








Знаете ли вы?

Мейнгасинг


Мейнгасинг - это вид спорта в Малайзии. Надо запустить волчок с помощью веревочной петли так, чтобы тот прокрутился как можно дольше, не выходя за рамки очерченного круга или за пределы предоставленной поверхности. Волчок может достигать пяти килограммов в весе. Некоторым профессионалам маин гасинг удается запустить волчок так, что тот крутится около двух часов.



В другом варианте игры требуется запустить волчок так, чтобы он сбил волчок противника, но не перестал крутиться сам. Делают эти волчки из дерева, твердых фруктов, железа или свинца. Малайзийцы учатся обращаться с ними с самого детства.



Устали? - Отдыхаем!

Вверх