Эффект Джанибекова в невесомости
Теорема промежуточной оси, также известная как теорема теннисной ракетки, в классической механике – это утверждение о неустойчивости вращения твердого тела относительно второй главной оси инерции. Она является следствием законов классической механики, которые описывают движение твердого тела с тремя различными главными моментами инерции.
Проявление этой теоремы при вращении такого тела в невесомости часто называют эффектом Джанибекова в честь советского космонавта Владимира Джанибекова, который заметил это явление 25 июня 1985 года во время миссии по спасению космической станции «Салют-7».
Теорема описывает следующий эффект: вращение объекта относительно главных осей с наибольшим и наименьшим моментами инерции является устойчивым, в то время как вращение вокруг главной оси с промежуточным моментом инерции (откуда и название теорема промежуточной оси) – нет. Джанибеков обнаружил это на примере гайки-барашка: скрутив ее в невесомости с длинной шпильки, он заметил, что она пролетает немного, разворачивается на 180 градусов, потом, еще немного пролетев, опять разворачивается.
На Земле этот эффект можно увидеть на таком эксперименте: возьмите за ручку теннисную ракетку и попытайтесь подбросить ее в воздух так, чтобы она выполнила полный оборот вокруг оси, проходящей в плоскости ракетки перпендикулярно рукоятке, и поймайте за ручку. Почти во всех случаях ракетка выполнит пол-оборота вдоль продольной оси и будет «смотреть» на вас другой стороной. Если подбрасывать ракетку и закручивать ее по другим осям, то ракетка сохранит свою ориентацию после полного оборота.
Эксперимент может быть выполнен с любым предметом, который имеет три различных момента инерции, например, с книгой или пультом дистанционного управления. Эффект возникает, когда ось вращения немного отличается от второй главной оси предмета; сопротивлением воздуха или гравитацией можно пренебречь.
Называть устойчивыми вращения вокруг осей с максимальным и минимальным моментами инерции все же неправильно, учитывая реальные физические тела. Если существуют какие-либо силы, способные рассеивать энергию вращения, например, приливные, то тело со временем будет вращаться только вокруг оси с максимальным моментом инерции. Так вращаются все астероиды и планеты, включая Землю. Поэтому спекуляции о возможном повороте оси вращения Земли необоснованны.
Проявление этой теоремы при вращении такого тела в невесомости часто называют эффектом Джанибекова в честь советского космонавта Владимира Джанибекова, который заметил это явление 25 июня 1985 года во время миссии по спасению космической станции «Салют-7».
Теорема описывает следующий эффект: вращение объекта относительно главных осей с наибольшим и наименьшим моментами инерции является устойчивым, в то время как вращение вокруг главной оси с промежуточным моментом инерции (откуда и название теорема промежуточной оси) – нет. Джанибеков обнаружил это на примере гайки-барашка: скрутив ее в невесомости с длинной шпильки, он заметил, что она пролетает немного, разворачивается на 180 градусов, потом, еще немного пролетев, опять разворачивается.
На Земле этот эффект можно увидеть на таком эксперименте: возьмите за ручку теннисную ракетку и попытайтесь подбросить ее в воздух так, чтобы она выполнила полный оборот вокруг оси, проходящей в плоскости ракетки перпендикулярно рукоятке, и поймайте за ручку. Почти во всех случаях ракетка выполнит пол-оборота вдоль продольной оси и будет «смотреть» на вас другой стороной. Если подбрасывать ракетку и закручивать ее по другим осям, то ракетка сохранит свою ориентацию после полного оборота.
Эксперимент может быть выполнен с любым предметом, который имеет три различных момента инерции, например, с книгой или пультом дистанционного управления. Эффект возникает, когда ось вращения немного отличается от второй главной оси предмета; сопротивлением воздуха или гравитацией можно пренебречь.
Называть устойчивыми вращения вокруг осей с максимальным и минимальным моментами инерции все же неправильно, учитывая реальные физические тела. Если существуют какие-либо силы, способные рассеивать энергию вращения, например, приливные, то тело со временем будет вращаться только вокруг оси с максимальным моментом инерции. Так вращаются все астероиды и планеты, включая Землю. Поэтому спекуляции о возможном повороте оси вращения Земли необоснованны.