Всем известна игрушка – волчок или юла, которая во время вращения сохраняет устойчивость на точке опоры. Быстро вращающийся волчок не падает за счёт так называемого гироскопического эффекта – удержания оси вращения объекта в пространстве, в случае с волчком – в вертикальном положении.
Длительность удержания зависит от массы волчка, угловой скорости и от распределения моментов инерции. Постепенно из-за трения оси и сопротивления воздуха угловая скорость вращения уменьшается, волчок начинает отклоняться от вертикали и в итоге падает.
Езда на двухколёсном велосипеде – другой пример гироскопического эффекта, поэтому на нём легко ездить. Волчок — это простейший пример гироскопа, являющегося важнейшим элементом целого ряда навигационных приборов.
Гироскопический эффект наглядно демонстрирует экспонат «Вращающийся стул».
Он состоит из двух велосипедных колёс разного диаметра с встроенными на оси вращения колёс металлическими ручками и укреплённого на полу специального свободно вращающегося стула.
Нужно раскрутить одно из колёс, взять его за ручки и сесть на стул, удерживая колесо несколько секунд в вертикальном положении. Потом крутящееся колесо нужно медленно повернуть в горизонтальное положение, после чего повернуть его нижней стороной вверх.
При вертикальном положении крутящегося колеса вращающийся стул будет неподвижен. При горизонтальном положении - стул будет вращаться в сторону, противоположную вращению колеса. Не крутящееся колесо без усилий можно поворачивать в любую сторону, меняя направление оси вращения.
Крутящееся колесо будет «сопротивляться» изменению её положения, так как вращающийся стул и Вы с крутящимся колесом в руках представляете единую систему. Изменение направления оси вращения колеса приводит к тому, что стул изменяет направление своего вращения.
До встречи в Лунариуме!
