regor 382 wyśw. 03-01-2022 21:19

ZZ.66

rozwiazanie cke



Czy mógłbym prosić o rozrysowanie sił i równowagi momentów pędu? nie umiem sobie tego narysować. Jaka siła utrzymuje Lewitron w powietrzu?


Lewitron Dodaj post do ulubionych Poproś o pomoc
s.gugula 05-01-2022 11:07

Nie jestem obecnie na moim podstawowym komputerze, więc nie jestem zbytnio w stanie zrobić rysunku, ale wydaje mi się, że nie jest on potrzebny. Siłą, która utrzymuje lewitron w powietrzu jest siła odpychania magnetycznego miedzy lewitronem (bączkiem) a tym silnym magnesem, który jest pod nim. Więc siła odpychania magnetycznego działa pionowo w górę, a siła ciężkości bączka pionowo w dół i w momencie gdy bączek lewituje, siły te się równoważą. Problemem jest fakt, że drobne przechylenie baczka sprawia, że zacznie się on zwyczajnie przewracać - a żeby odpychanie magnetyczne utrzymywało go w stanie lewitacji, to musi on być przecież ustawiony pionowo (swoim biegunem N ma być zwrócony do bieguna N magnesu w podstawie).

Sytuację zmienia fakt, że bączek się kręci. Ma on wtedy moment pędy taki jak jest to przedstawione na rysunku, czyli w górę. I tutaj nie ma żadnej równowagi momentów pędu - jest tylko jeden moment pędu, który posiada ten bączek. Sytuacja jest teraz lepsza, bo, aby przewrócić ów bączek trzeba teraz zmienić jego moment pędu, a żeby to zrobić, to musi pojawić się jakiś wypadkowy niezerowy moment siły (jest to w zasadzie treść drugiej zasady dynamiki w ruchu obrotowym) - taki moment faktycznie da nam siła ciężkości przy jakimś wychyleniu bączka od położenia pionowego, ale początkowo ten moment siły będzie bardzo niewielki, więc w bardzo niewielkim stopniu będzie zmieniał moment pędu bączka, a co za tym idzie będzie on mógł lewitować i kręcić się przez jakiś czas.

Od razu nadmieniam, że druga zasada dynamiki w ruchu obrotowym i moment pędu wypadły z matury w 2022.