旋转鸡蛋和通信卫星
最近回答:09/18/2014
问:
如果我工作上作水平旋转一个大理石鸡蛋为什么时间延迟会对本身和结束后直立薄点,胖点了. .直到失去速度?
-罗伯·爱德华兹(45岁)
卡梅隆,英格兰牛津郡
-罗伯·爱德华兹(45岁)
卡梅隆,英格兰牛津郡
答:
亲爱的罗伯特,这是一个多么美妙的问题!
第一个鸡蛋问题。你必须一定要节约能量和角动量。叫蛋最初的旋转的轴的角动量L1=我1ω1,沿着蛋最后旋转的轴L2=我2ω2。我是时刻关于各自的轴的惯性。保护角momentutm给你我1ω1=我2ω2的角速度是ω的弧度每秒。现在的能源。在初始位置E1= mgH1+(我1ω12)/ 2 H1重心的高度高于表。在最后的位置有一个类似的方程E2。没有进入混乱的代数你会发现积极鸡蛋可以站起来如果:1,我转动惯量1比我小2:2,鸡蛋的重心在结束并不太高,:3,鸡蛋是最初的旋转速度不够快。
我去了我们的冰箱,虽然我的妻子开始旋转的煮熟的鸡蛋在厨房柜台。果然,它的工作原理。现在,为什么鸡蛋决定站起来结束?
答案与稳定的旋转运动的三维物体没有应用扭矩。这是一个伟大的宇宙飞船的工程师们感兴趣的问题。例如你想要一个观察或通信卫星轨道地球维持取向。事实证明,如果你有一个3 d物体的转动惯量与我1,我2和我3,我1<我2<我3,没有应用力矩,然后沿着我旋转物体将是稳定的1和我3轴沿着我但这将是不稳定的2轴。你可以证明这一点自己的网球拍或乒乓球球拍。都是沿着轴旋转时稳定的处理以及沿轴垂直于脸上。但是尽量沿着一个轴旋转它类似于一个锅煎鸡蛋,你会发现这很难使一个很好的360°翻转。这是3 - d运动的奥秘。
LeeH
(发表在09/18/2014)