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物理学の面白い実験

ユラ、つまり子供用のこまは、とても楽しいおもちゃです。何世紀にもわたって、トップは実用的な用途を見つけられませんでした。現在、特別なデザインの上部 (ジャイロスコープ) は、航空、海軍、砲兵の多くの計器の最も重要な部分です。ジャイロスコープの使用に関する理論と実践の開発における最も重要な役割は、ロシアの科学者、S. Kovalevskaya、N. Zhukovsky、A. Krylov、S. Chaplygin などに属しています。

トップスはそれぞれまったく異なるものにすることができます。ただし、経験から確立されているように、それらはすべて重要な特性を持っています。

上部を垂直にセットしてみてください。あなたはこれを行うことはできません - 彼はすぐに彼の側に倒れます。そしてトップに最速の回転を与えると安定します。吹いたりクリックしたりしてもコマは倒れません。回転が止まるとすぐに安定性が崩れます。

これはトップの主な特性の XNUMX つです。高速で回転するコマの軸は安定しており、宇宙空間ではほとんど動きません。コマの回転軸が一定であることを確認するもう XNUMX つの実験を行ってください。

ブリキまたはボール紙から直径150〜200 mmの円を切り取ります。円の中心に小さな穴を開けます。ロープを穴に通し、穴からロープが飛び出さないようにネジの付いた端で結び目を作ります。ロープのもう一方の端を固定すると、柱時計の振り子のように円を揺らすことができます。

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出来上がった振り子を振ります。ロープが揺れるサークルは無造作に垂れ下がってしまいます。振り子を振る前に、ロープの周りで円を強く振ってみてください。そうすれば、円の動きが異なることがわかります。その軸は方向を一定に保ちます。

こまの性質は自転車の車輪を使った実験で見ることができます。自転車の前輪もコマの一種です。

両手で車軸の端を持ち、ハンドルを強く回転させた後、車軸の一方の端を下げるか上げてみます。車輪はこれに抵抗し、いわば手から逃れようとします。

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回転する自転車の車輪を車軸の一端にロープで吊り下げます。驚いたことに、軸のもう一方の端は、十分に高速に回転すると重力の影響を受けず、水平面内で回転することがわかります。

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おそらく、トップが傾斜した位置で打ち上げられると、トップが水平になり、垂直の位置をとろうとすることに気づいたでしょう。この場合、その軸は円錐形の動きを表します。これは、テーブル上の摩擦、空気抵抗、自重など、さまざまな力が天板に作用するためです。彼らは皆、彼を引きずり下ろしたいと思っている。回転するコマによって抵抗されます。

地球儀は、極を通る架空の軸の周りを回転する巨大なコマにたとえられます。発射体や弾丸は、銃やライフルの銃身の螺旋部分で急速な回転を受けるため、飛行中に安定します。

軸の方向を一定に保つための回転コマの特性、この方向を変えようとするあらゆる努力に対する抵抗、およびその他の特性を、人は多くの有用な装置に応用することができました。このようなコマ、またはジャイロスコープは、電気モーターから回転を受け取り、複雑なデバイスを制御します。サイズも非常に大きいです。巡洋艦のスタビライザーであるジャイロスコープは、直径 4 m、重量 75 トンを超え、毎分 800 回転の速度で回転します。そして、これはまだ比較的小さなジャイロスコープです。大型船はさらに大型のものを使用します。

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