Тіло котре обертається в невагомості

Ефект Джанібекова

динаміка обертового руху, ЗЗМІ

Поведінка тіла, котре обертається в невагомості

Цікавий, майже містичний ефект, випадково відкритий радянським космонавтом в далекому 1985 році.

Як вчені пояснюють фізику цього ефекту?

Автоколивальна система

Механічні коливання.  Автоколивальні системи

Незгасаючі вимушені коливання можна отримати дією зовнішньої періодичної сили на коливальну систему. Проте існують коливальні системи, котрі самі здатні керувати зовнішнім впливом, забезпечуючи узгодженість дії сили зі своїм періодичним рухом. Така система називається автоколивальною, а здійснені нею незгасаючі коливання – автоколиваннями.

Автоколивання – незгасаючі коливання, спричинені сталим зовнішнім впливом на систему, котра сама регулює її частоту.

На відміну від вимушених коливань, частота й амплітуда коливань визначаються властивостями самої коливальної системи. Від вільних коливань, автоколивання відрізняються тим, що вони з часом не згасають, а також тим, що їх амплітуда не залежить від початкового короткочасного впливу, який збуджує коливання.

Реактивний рух

Нерелятивістська ракета

У реактивних двигунах сила тяги створюється продуктами згоряння палива, які викидаються у напрямку, протилежному до напрямку сили. Вона виникає за третім законом Ньютона як сила реакції і тому називається реактивною, а двигун – реактивним.

Нехай ракета, яка має в момент часу t масу М(t) і рухається із швидкістю  v, викидає масу ∆m із швидкістю u (v,u – швидкості відносно ІСВ, в якій розглядаємо рух, але не відносно ракети).

ЗЗІ: (M + ∆m) (v + ∆v) + u∆m = Mv

де:  Mv – повний імпульс системи в момент часу t;

        (M + ∆m) (v + ∆v) + u∆m – імпульс системи в момент часу (t + ∆t) .

Робота, потужність

Робота, потужність ( якісні задачі)

1.   Чи виконує роботу атлант, тримаючи над собою небо?

2.   Чи виконує роботу сила Лоренца при русі по колу зарядженої частинки в однорідному магнітному полі?

Несподівана аналогія.

• Відомі наступні правила знаходження загального опору при послідовному та паралельному з"єднанні резисторів (рис.1). Їх легко отримати, використовуючм закон Ома для однорідної ділянки кола. В курсі електродинаміки в старших класах ми познайомимось із паралельним та послідовним з"єднанням конденсаторів, індуктивностей, джерел. 
• Проте схожі з"єднання можна зустріти і в механіці. Наприклад: дві пружини жорсткостями к(1) та к(2) відповідно, з"єднано паралельно.  Легко  довести, що, внаслідок заміни цих двох  пружин  однією  жорсткості   к   не  спостерігатиметься  жодних   змін   якщо     к = к(1) + к(2). Отже:
•  при паралельному з"єднанні пружин сумарна жорсткість дорівнює  алгебраїчній  сумі жорсткостей всіх пружин ( рис. 2.1 ). 
• Слід зауважити, що всі пружини в процесі деформації повинні перебувати  в рівних умовах.
• Аналогічно, використовуючи третій закон Ньютона та закон Гука можна довести, що:   при послідовному з"єднанні пружин додаються обернені   величини    їх  жорсткостей    ( рис. 2.2 ). 
• Дані формули мають широке застосування в динаміці, статиці і особливо в фізиці механічних коливань.

рис. 1

рис. 2.1, 2.2

 Ознайомся з матеріалом та дай відповіді на наступні запитання.

1. Сформулюйте закон Ома для однорідної ділянки кола? закон Гука.?
2. Доведіть формули для послідовного та паралельного з"єднання опорів.
3. Доведіть формули для визначення жорсткостей при паралельному та послідовному з"єднанні пружин.
4. Придумайте механічну задачу на з"єднання пружин.

Будьде уважні та бажаю успіху!

Доцільно прочитати:

1.  Олімпіадні задачі з електрики

та їх розв'язки.

2.  ККД електричної схеми.

3.  Задача на астосування закону Ома.

4.  Закон Ома для електролітів.

5.  Задача із застосуванням правил Кірхгофа.

6.  Задачі.