Principal Ciência

Física da precessão

Física da precessão
Física da precessão

Vídeo: 11.7 Precessão do giroscópio e a curva da bicicleta 2024, Julho

Vídeo: 11.7 Precessão do giroscópio e a curva da bicicleta 2024, Julho
Anonim

Precessão, fenômeno associado à ação de um giroscópio ou de um pião e que consiste em uma rotação comparativamente lenta do eixo de rotação de um corpo em rotação em torno de uma linha que cruza o eixo de rotação. O movimento suave e lento de um pião é uma precessão, o balanço irregular é uma nutação.

Na figura, o disco de peso W e o eixo anexado estão girando em alta velocidade em torno do eixo de rotação AB. A velocidade angular ω, que é vista no sentido horário de A, pode ser indicada pela seta curva ω no plano do disco ou pelo vetor ω 'perpendicular ao disco e apontando para a direita. A seta curva ω e o vetor ω ′ são análogos, respectivamente, à rotação e avanço de um parafuso do lado direito em uma porca; isso é conhecido como regra da mão direita. Geralmente, é mais conveniente representar rotações e momentos de rotação (que tendem a produzir rotações) por vetores e não por setas curvas.

O eixo e a coluna estacionária AC são conectados por uma junta de esfera e soquete em A, que permite que o eixo gire sobre qualquer linha através de A. Na disposição mostrada na Figura, o peso W cria um momento no sentido horário WL sobre A, que pode ser representado por um vetor M de magnitude WL, atuando em A e perpendicular a AB. Por causa do momento, o eixo irá precessar (girar lentamente) em torno do eixo da coluna no sentido horário, visto de C; a velocidade angular da precessão é indicada pelo vetor Ω. Deve-se notar que ω ′, M e Ω estão em ângulos retos um com o outro e que o vetor de rotação ω ′ sempre gira em direção ao vetor momento M. É possível mostrar que Ω, a velocidade angular da precessão, não depende no ângulo α, que, no caso de um pião, é próximo de 180 graus.

A precessão dos topos é freqüentemente acompanhada por um fenômeno conhecido como nutação, que é evidenciado por um movimento ondulado do final do eixo de rotação causado por variações no ângulo α.