Эффект Джанибекова или Теорема теннисной ракетки + видео

Posted by

Эффект Джанибекова еще называют теоремой теннисной ракетки. Как теорема классической механики связана с именем известного космонавта?

На борту космической станции космонавт заметил это явление, и теперь мы не только можем изучить теоретическую часть, но и и самостоятельно пронаблюдать эффект Джанибекова в наших, земных условиях.

космонавт Владимир Джанибеков фото

Эффект Джанибекова или Теорема теннисной ракетки

 

Теорема промежуточной оси, или теорема теннисной ракетки в классической механике — утверждение о неустойчивости вращения твёрдого тела относительно второй главной оси инерции. Является следствием законов классической механики, описывающих движение твёрдого тела с тремя различными главными моментами инерции.

Проявление теоремы при вращении такого тела в невесомости часто называют эффектом Джанибекова, в честь советского космонавта Владимира Джанибекова, который заметил это явление 25 июня 1985 года, находясь на борту космической станции «Салют-7». Статья, объясняющая эффект, была опубликована в 1991 году.

Теорема описывает следующий эффект: вращение объекта относительно главных осей с наибольшим и наименьшим моментами инерции является устойчивым, в то время как вращение вокруг главной оси с промежуточным моментом инерции (откуда и название теорема промежуточной оси) — нет. Джанибеков увидел это с гайкой-барашком: скрутив её в невесомости с длинной шпильки, он заметил, что она пролетает немного, разворачивается на 180°, потом, ещё немного пролетев, опять разворачивается.

Математический анализ эффекта

Эффект Джанибекова - математический анализ

Теорема теннисной ракетки: как увидеть эффект Джанибекова?

На Земле этот эффект можно увидеть на таком эксперименте: возьмите за ручку теннисную ракетку и попытайтесь подбросить её в воздух так, чтобы она выполнила полный оборот вокруг оси, проходящей в плоскости ракетки перпендикулярно рукоятке, и поймайте за ручку. Почти во всех случаях ракетка выполнит пол-оборота вдоль продольной оси и будет «смотреть» на вас другой стороной. Если подбрасывать ракетку и закручивать её по другим осям, то ракетка сохранит свою ориентацию после полного оборота.

Эксперимент может быть выполнен с любым объектом, который имеет три различных момента инерции, например с книгой или пультом дистанционного управления. Эффект возникает, когда ось вращения немного отличается от второй главной (принципиальной) оси объекта; сопротивлением воздуха или гравитацией можно пренебречь.

Источник

Эффект Джанибекова  — видео

(Visited 7 times, 1 visits today)

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *