В последнее время меня терзает один хитрозавёрнутый вопрос.
Общеизвестный факт, что в основе устойчивости велосипеда (как, впрочем, и мотоцикла) лежит принцип гироскопа. Однако, ни в школе, ни в ВВУЗе, ни в ВУЗе образовательная программа не затрагивала такого устройства. Поэтому я очень смутно представляю, какие силы заставляют его сохранять направление вращения оси. Сдаётся мне, что без силы Кориолиса тут не обошлось, надо почитать…
Вобщем, не суть.
Вопрос вот в чём: при движении велосипедист сохраняет вертикальное положение в силу озвученной выше причины. Упадёт ли велосипедист, если его поставить на беговую дорожку, движущуюся с той же скоростью, но в противоположном направлении?
А можно и ещё больше усложнить.
Если в условия невесомости велосипедист, вращающийся вокруг собственного центра тяжести, начнёт крутить педали, то остановит ли вращение колеса его собственное вращение?
Спонсор показа:
Упадёт – не упадёт? – ставлю на “не упадёт”. Если предположить что колесо является абсолютно твёрдым телом и не гнётся, а падение произведено строго вертикально, без перекосов, а скорость вращения колёс и их масса достаточно велики.
Остановит ли вращение?
Если ось вращения колеса перпендикулярно оси вращения всей системы, то не остановит.
Мне тоже кажется, что не должен. Проверить бы где )))
Что-то я не предусмотрел такой ситуации… О_о Согласен, что в данном случае не остановит.
Altesack, я нашёл ответ!
Съездите летом на смотровую площадку воробьёвых гор и понаблюдайте за мотоциклистами, жгущими резину: первая передача, намертво зажат передний тормоз, обороты двигателя 4-10 тыщ, заднее колесо с дымом шлифует асфальт. Обе ноги на подножках. Мотоцикл не едет. Но и не падает (особенно если ему не помогать).
Тут.
Прямо как старый-старый спор про самолет 🙂
Кстати, да. Старый спор на новый лад. 🙂
Может у меня школа глупая и ВУЗ такой, но как никак гироскопы и там и там мы проходили..
Это по теоретической механике. Не на всякой специальности её дают
Вот жесть… Слова-то блин… Теперь я понял, что либо я проспал это все когда-то или же правда не проходили, а сам не сталкивался с таким. Но вот, немного погуглив, решил, что последующие комментарии весьма интересны. так что спасибо, что в некотором смысле просветили меня немного)))
QoSyS, не, это не школьная программа. В школе про это очень вскользь упоминалось, когда рассказывали про Софью Ковалевскую и физику вращающихся тел. Но это только в теории было.
Altesack, совершенно верно. Не у меня-то теормех был. Иначе я бы не вспомнил Кориолиса. 🙂
zeleboba, как я понял, тут всё не так однозначно.
Да, гироскопический эффект у велосипеда имеет место быть, но он столь незначителен, что его не хватит для устойчивости велосипеда с велосипедистом: слишком велика масса.
А равновесие достигается тем, что центр тяжести и точки опирания постоянно находятся в одной плоскости, в которой лежит вектор суммы сил тяжести и центробежной. Как-то так.
Насколько я понимаю, гироскопического эффекта вполне хватит для выравнивания пустого велосипеда без байкера.
а у меня вот такой вопрос. пуля нарезная – она по спирали летит или по прямой? 😉
а велосипед не упадёт 🙂 при попытке наклонить велосипед в какую -то сторону, на колесо будет действовать поворачивающая параллельно земле сила, а т.к. поворачивать будет оба колеса одновременно – в общем ничего не получится 🙂
хотя, поэтому получается, что едущего велосипеда должно сносить в какую то сторону %)
dey, про пулю – совершенно верно. именно потому нарезку в стволах и делали)))
Dandr
а мы вот с товарищем спорили по поводу пули.. и не всё так очевидно :))
ну то есть, каков радиус спирали? и какова физика? и ведь должно получаться, что спираль – расходящаяся… ? 🙂
ладно, это я так сказал.. ну, в тему как бы :))
Ну почему же? Пуля ведь вращается вокруг собственной оси симметрии. Вот если она со смещённым центром тяжести, тогда да, тогда там всё очень непросто.
dey Будет лететь прямо. Но если центр тяжести смещён от оси вращения, пулю будет немного болтать. Это немного похоже на полёт по спирали.
Altesack, именно. А вот когда она врезается в препятствие, то дальнейшие перемещения пули могут быть весьма хаотичны.
Dandr
а спираль откуда? вокруг оси то понятно 🙂
Altesack
ну то есть НЕ по спирали? если пуля ровная
а если ветер боковой дует? 🙂
dey, у обычной пули никакой спирали не будет.
Dandr
ну вот летит пуля, крутится
на неё действует сила тяжести
т.к. проекция пули на землю не симметричная, из за сопротивление об воздух пулю будет разворачивать
из за этого появится поворачивающая в горизонтальной плоскости сила, что из за сопротивления об встречный воздух создаст боковое отклонение 8) тоже разворачивающее, появится снова другая сила…
dey, хм… Глубоко копнул…
Подождём, что скажет товарищ zeleboba: он у нас спец по оружию.
Ну я интересующийся. Баллистику как-то никогда особо не касался. Тут физика и прочие науки. Могу разве что рассказать, что пули бывают разного действия)
zeleboba, а я в тебя верил… 🙁
Dandr
вот у меня товарищ есть, мы с ним физику оба любили. вот спорили спорили.. так правду и не нашли :))) я сказал “приеду в Саратов, возьмём водки будем дальше думать” %)
zeleboba
ну так в оружейном деле это ведь как-то учитывается. ну то есть, если пуля летит спирально, это сказывается на точности стрельбы, поправки там какие-то? даже если без физики, просто эксплуатационно :))
Делается поправка на ветер. Но из расчёта на простой снос пули ветром.
Ну разве что по поводу куда и чего разворачивает могу сказать, что пуля, как известно, летит по пораболе. Сила тяжести ведь на нее тоже действует. А дальше уж сами… Я смотрю, что тут много людей, которые в этом что-то понимают.
dey C точки зрения механики твёрдого тела пуля будет тупо отклоняться от первоначальной траектории сохраняя при этом ось вращения и первоначальную ориентацию пули.
Ну и как было сказано, пули бывают разные. В том числе и со смещенным центром тяжести. Есть ведь те, что застревают в живой силе врага, есть и те, что пробивают на вылет, а есть те, что попадают в глаз, а вылетают через пятку… так что и форма пули и калибр могут быть разные. И начальная скорость пули. Так что тут все это сразу, думаю, влияет.
Dey. Прецессия может возникать в случае, если на пулю будет действовать не просто внешняя сила, а момент внешних сил – то есть некая сила направленная не просто на пулю, а на изменение её оси вращения.
И то будет прецессия оси вращения. Но центр тяжести пули должен двигаться по обычной тракектории.
Dandr
это значит, что или спирали нет, или просто не учитывается :)))
zeleboba
это всё уже усложнение задачи :))
Altesack
а конкретно – почему? какие силы куда действуют? и куда пулю будет отклонять – в сторону или только вниз?
Altesack
ну так я и писал, что на пулю действует поворачивающая (в плоскости оси вращения) сила, т.е. две силы одновременно 🙂
а вообще как я умело смуту навёл, а ? и про велик все забыли :))))
dey Просто я того момента не понял. Предполагается, что сила действия ветра на переднюю часть пули не такая как на заднюю?
Насчёт смуты – про велики уже поговорили 😉
PS: А есть ещё и аэродинамика, по которой при некоторых обстоятельствах на пулю может действовать подъёмная сила.
zeleboba, что-то школьный курс физики вспомнил)))
Altesack, в принципе, dey прав: из-за своеобразной формы пули, на её нос ветер будет воздействовать меньше, чем на хвост – отсюда и момент.
dey, да уж, зубы заговорить умеешь)))
Это пока пуля поднимается по параболе, а когда опускается, то те же силы будут прижимать её. 🙂
Я не технарь, но один курс в техническом вузе отучился)) Сопромат тут не причем? Или теормех?
Altesack
ну я на самом деле в дебри полез %)
вот берёшь пулю, она в проекции на землю – грубо говоря треугольная
поэтому падать будет остриём (передом) вниз. правильно? 😉 из за сопротивления воздуха на заднюю часть. вот и разворачивающая сила
но в данной задаче она я думаю пренебрежимо мала :))
скорее пулю будет разворачивать из за несиметричности формы спереди и из за встречного ветра 🙂
.
Dandr
8) стараюсь! :))
Это как раз и есть пули со смещённым центром тяжести)))
zeleboba, теормех. 🙂
dey, если бы она были треугольной, то падала бы, скорее, “жопой” 🙂 Центр тяжести к ней ближе был бы))
Dandr Не факт. Передняя и задняя – это относительно центра тяжести
Подъёмная сила – сугубо аэродинамическая сила, к гравитации не имеющая отношения
zeleboba – в принципе здесь обсуждается теормех, механика абсолютно твёрдого тела.
dey – даже если будет прецессия, возможно она заставит нос пули двигаться по спирали. Но центр тяжести будет лететь дальше по обычной параболической траектории с поправкой на ветер.
Закон сохранения импульса однако
Полностью согласен. Но! Таки центр тяжести у пули смещён к носу.
И опять таки соглашусь. Я так понимаю, что ты имеешь ввиду “эффект крыла”? А теперь представь, что это самое крыло при подъёме задрано вверх, а на спуске – опущено вниз. Куда будет аэродинамическая сила направлена? 🙂
Опа… А тебе череп не жмёт?
Dandr
относительно центра тяжести будет падать той частью вниз, которая плотнее (масса к проекции на землю), что ли 🙂 ну то есть наверное да, попой :))
.
Altesack
там трение об воздух с нагревом, сила гравитации, вязкая сила от ветра опять же.. какое сохранение импульса? там никакой эластики и в помине! :))
з.ы. даже движение по параболе – и то без сохранения импульса 🙂 импульс вперёд постоянен, но добавляется импульс вниз, т.е. суммарный импульс увеличивается 😉
.
да, товарищи
а надо не забывать ещё трение пули об воздух при вращении, что тоже может создавать закручивающую силу из за того, что давление на воздух снизу пули больше, чем сверху – как следствие – боковое смещение пули… причём из за неправильной цилиндрической формы закручивание попы пули будет сильнее, чем носа, посему буде сила, разворачивающая попу вперёд %)
Всё, баста! Хватит заворот мозгов устраивать)))
Dandr
ну так о великах!! если его колёса раскрутить очень очень очень быстро, то при попытке наклонить на бок он начнёт крутиться вокруг своей вертикальной оси! но не упадёт 🙂
dey Про импульс я говорил к тому, что при спиральном движении пули вокруг некоей траектории должны быть реальные силы которые действуют на саму пулю то вниз, то вверх, то в право, то влево. Без таких реальных сил спиральная траектория будет нарушением закона сохранения импульса. Боковой ветер действует только в одно мнаправлении
А разность давления с верху и снизу это как раз та подъёмная сила, про которую я говорил. Тут я плаваю…
Но и она действует перпендикулярно скорости ветра, то есть строго вверх или строго вниз
(зависит от наложения направления ветра и направления вращения пули). Таким образом она тоже не должна приводить к спиральной траектории.
Доброй ночи Dandr ))
Altesack
ладно, я думаю хва на сёдня :)))
Уффф…
еще как упадет. слишком мала масса велосипеда.
кто-нибудь заценивал след на поверхности который оставляет велосипедист?
он всегда зигзагом.
конкретно у меня зигзаги поровнее чем у остальных, но тоже есть.
значит падает.
так что гироскоп конечно работает, но равновесие – превыше всего.
кстати разок наблюдал велосипедиста не падающего на светофоре – очень меня улыбнуло как он держался. он болтал велосипед под собой вперед-назад держа равновесие.
Barloggg, что-то я не понял, какая связь юза при торможении с гироскопом? О_о
Да, я тоже такого умельца наблюдал. Забавно получается.
юза при торможении с гироскопом?
никакой.
я отвечал на сам пост, а не на весь этот флуд.
——
между прочим пулю колбасит на излете – будь здоров. просто она успевает раньше воткнуться в препятствие чем ее окончательно заколбасит и развернет. А если не воткнется в препятствие, то наблюдать ее затруднительно – далеко очень. Это нам фильм учебный показывали как потенциальным артиллеристам – как себя ведет снаряд в каждой фазе полета. и соответсвенно какие траектории надо выбирать для эффективной работы по цели. Между прочим артиллеристы не брезгуют посылать снаряды блинчиком – чтобы они скакали аки камешек на воде. Надо только переключить снаряд в режим фугаса.
Впрочем можно и показать. например вот эта игра четко показывает эту фишку
http://www.games-x.ru/games/flash/yeti_sport1.rar
Так, собственно, в посте про торможение ничего нет. 🙂 Велосипедист должен ехать по движущейся навстречу беговой дорожке. 🙂
Про снаряд – не знал.
Или ты про след при движении?
Тогда вот тут я писал про это. 🙂