Основен наука

Прецесионна физика

Прецесионна физика
Прецесионна физика
Anonim

Прецесия, явление, свързано с действието на жироскоп или въртящ се плот и състоящо се от сравнително бавно завъртане на оста на въртене на въртящо се тяло около линия, пресичаща оста на въртене. Гладкото, бавно обикаляне на въртящия се плот е прецесия, неравномерното колебание е нутация.

На фигурата дискът с тегло W и прикрепеният вал се въртят с висока скорост около въртящата се ос AB. Ъгловата скорост ω, гледана по посока на часовниковата стрелка от А, може да бъде обозначена или чрез извитата стрелка ω в равнината на диска, или чрез вектора ω ‚перпендикулярно на диска, и насочен вдясно. Извитата стрелка ω и векторът ω ′ са аналогични съответно на въртенето и напредването на десния винт в гайка; това е известно като дясното правило. Обикновено е по-удобно да се представят въртенията и моментите на завъртане (които са склонни да произвеждат завъртания) чрез вектори, а не чрез извити стрелки.

Валът и неподвижната колона AC са свързани с топка и гнездо при A, което позволява на вала да се върти около всяка линия през A. В подредбата, показана на фигурата, теглото W създава момент по часовниковата стрелка WL около A, който може да бъде представен с вектор M с величина WL, действащ в точка A и перпендикулярен на AB. Поради момента, валът ще преценира (завърта се бавно) около оста на колоната по посока на часовниковата стрелка, гледана от С; ъгловата скорост на прецесия се обозначава с вектора Ω. Трябва да се отбележи, че ω ′, M и Ω са под прав ъгъл един към друг и че спиновият вектор ω ′ винаги се върти към вектора на момента М. Може да се покаже, че Ω, ъгловата скорост на прецесия, не зависи върху ъгъла α, който в случай на въртящ се плот е близо 180 градуса.

Прецесията на върховете често е придружена от явление, известно като нутация, което се доказва от вълнообразно движение на края на завъртащата ос, причинено от промени в ъгъла α.