Klassieke Mechanica/Voorwerpendynamica-2: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Huibc (overleg | bijdragen)
Huibc (overleg | bijdragen)
Regel 144:
== Gyroscopisch effect ==
 
Er wordt even teruggekeerd naar de eerste figuur, het rollend wiel. Het impulsmoment heeft een component volgens de z-as veroorzaakt door &omega;<sub>2</sub> en een component volgens de y-as veroorzaakt door &omega;<sub>1</sub>. De z-component is constant, alleen de y-component draait rond. De top ervan heeft, in de getekende stand, een snelheid evenwijdig aan de x-as en volgens de positieve zin ervan. Volgens de basiswet van de rotatie moet er een uitwendig moment geleverd worden in dezelfde richting en zin, dus loodrecht op '''L'''.
 
Op het wiel grijpen de volgende krachten aan:<br />
Regel 156:
Wanneer men het wiel maar aan 1 zijde ondersteunt, krijgt men een zeer eigenaardige reactie (zie figuur hiernaast). Het gewicht en de reactie in het steunpunt vormen een koppel met moment M, voor te stellen als een vector die horizontaal en naar achter gericht is (rechtsdraaiende schroef). Volgens de basiswet moet de punt van de impulsmomentvector nu ook naar achter bewegen. Hij moet rond een verticale as beginnen draaien. Men noemt deze rotatie ook de '''[[w:precessie|precessie]]'''. Waar een wiel dat niet draait gewoon zou vallen, begint een draaiend wiel rond te draaien. Op het einde vindt men links naar video's van dit fenomeen.
 
Men krijgt zo de eigenaardige situatie dat een moment loodrecht op de rotatie'''L''' een rotatie uitlokt die opnieuw loodrecht staat op deze'''L''' en vectoren'''M'''. Dit eigenaardige gedrag staat bekend als '''gyroscopisch effect'''. Men kan het ook beschrijven als het feit dat, als men een kracht uitoefent op de as van een snel draaiend voorwerp, de as niet zal draaien in de richting van de kracht maar in een richting loodrecht erop, nl. in de richting van het moment van de kracht.
 
Omgekeerd: als men een snel draaiend voorwerp doet draaien om een as loodrecht op zijn rotatieas, dan reageert het door te proberen weg te draaien volgens een rotatierichting loodrecht op beide. Dit kan men gemakkelijk zelf vaststellen. Als men een draaiend fietswiel vasthoudt aan de uiteinden van de as, met de as horizontaal, en men probeert het wiel te kantelen om de as verticaal te brengen, dan voelt men een eigenaardige reactie van het wiel. Als men probeert om één uiteinde omhoog en het ander omlaag te brengen, dan oefent men een koppel uit als op de figuur hiernaast. Het wiel zal proberen rond een verticale as te draaien. Normaal probeert men ogenblikkelijk om die ongewenste beweging te stoppen, wat betekent dat men nu horizontale krachten gaat uitoefenen op de as. Dat is precies wat nodig is om het wiel te doen kantelen, wat het dan ook zal doen.
 
Een snel draaiend voorwerp laat veel moeilijker zijn richting veranderen dan een niet-draaiend voorwerp: er moet een groter moment op uitgeoefend worden en in een andere richting. Daarom geeft men kogels en andere projectielen een draaiende beweging. Daarom ook geeft men aan een discus of een frishbee een roterende beweging mee.
Informatie afkomstig van https://nl.wikibooks.org Wikibooks NL.
Wikibooks NL is onderdeel van de wikimediafoundation.