egormack2014, насчет точки опоры согласен, поэтому в предыдущих постах пришло на ум про рычаг. А вот насчет раскрутки космонавта, то он (космонавт) может раскрутиться (и нехило причем), если поменяет ось вращения спиннера. Вот тогда он действительно будет вращаться перпендикулярно или под углом к плоскости вращения спиннера )
Извиняюсь за качество и древность видео, но там всё рассказано популярно и с формулами) Про наше с Вами обсуждение с 16-й минуты.
Сообщение отредактировал sserg - Среда, 25.10.2017, 11:50
Я про это тоже кстати подумал. но чет отбросил эту мысль хотя не стоило... Спасибо за идею. Видео с гироскопом на карданном подвесе видел, но не попробовал подумать в данной плоскости...
Речь изначально идет об астронавтах и обычном спинере, насколько я понял. В подшипнике момент инерции передается центральной части только через противоположно направленную силу трения качения. Поэтому, если говорить о массах, то следует соотносить массу центральной части спинера/подшипника и массу тела человека. В этих условиях, как мне кажется, момент инерции будет передаваться настолько незначительный, что им можно просто пренебречь. Человек вращаться не будет.
Речь изначально идет об астронавтах и обычном спинере, насколько я понял.
Я, с Вашего позволения, астронавтов назову космонавтами, т.к. астро - это звезда, а к звездам Мы еще не летали! Обычный спиннер - это гироскоп, только игрушечный. Вот с точки зрения поведения гироскопа в пространстве я и рассматриваю данную задачу. А, т.к. гироскоп "пытается" сохранить ось своего вращения, то при попытке изменения этой оси, происходит сопротивление. Которое в условиях невесомости передаст импульс силы тому, кто пытается изменить. Но и при этом нужно учитывать массу объекта. Поэтому более массивный объект (космонавт) погасит этот импульс своей массой. И, если и начнет вращаться, то очень-очень медленно. При этом практически остановив вращение спиннера. Этот эксперимент должен занять длительный (очень) промежуток времени, чтобы можно было расчитать распределение сил. Именно поэтому я написал про "статую" )))
Сообщение отредактировал sserg - Четверг, 26.10.2017, 00:07
А если изначально не принимать во внимание эффект гироскопа, если ось спинера не смещается (а если смещается, то незначительно, относительно космонавта)? Тогда взаимодействие и момент импульса зависят от массы и силы трения. А в этом и вопрос.
Поэтому, если говорить о массах, то следует соотносить массу центральной части спинера/подшипника и массу тела человека.
Нужно четко понимать, что есть масса. К примеру представим модель. Спиннер раскручен до ОЧЕНЬ больших скоростей. К ПРИМЕРУ угловая скорость внешней части спиннера равна 1488 км/с. Вы представляете какой момент вращения будет передаваться центральной части спиннера? Мало того что вам нужно будет пальцами(если не оторвутся) погасить этот момент в "момент" того как Вы будете за него браться (получив начальное ускорение), так еще и X времени (при такой скорости он может и неделю останавливаться), внешняя часть спиннера через силу трения качения - центр, будет придавать Вам ускорение.
А теперь смешной вопрос. Какова масса центральной части спиннера из приведенного выше, взятого из головы примера?
Сообщение отредактировал egormack2014 - Четверг, 26.10.2017, 01:01
К ПРИМЕРУ угловая скорость внешней части спиннера равна 1488 км/с
Он (спиннер) просто разрежет всё, что прикоснется к его краю. При этом нагреется до запредельной температуры, но прежде, чем расплавится - сотрется ), если до этого не разлетится на осколки, которые, в свою очередь, уже будут иметь прямолинейное движение )))
Сообщение отредактировал sserg - Четверг, 26.10.2017, 01:23
Масса как была, такая и осталась. Это к Вам вопрос - какая масса центральной части спиннера? )
Чет меня занесло)) Хотел сказать про одно, получилось про другое. Я про то что даже объект с небольшой массой (пуля) может оказать значительное воздействие на объект с большой массой (Henry_Lee). Достаточно сообщить объекту с малой массой достаточное ускорение)) Так и с разницей в массах системы человек-спиннер. Апеллировать исключительно к массе в этом споре недостаточно, есть еще переменные как бэ.
Цитатаsserg ()
Он (спиннер) просто разрежет всё, что прикоснется к его краю. При этом нагреется до запредельной температуры, но прежде, чем расплавится - сотрется ), если до этого не разлетится на осколки, которые, в свою очередь, уже будут иметь прямолинейное движение )))
Слова "модель", "к примеру" и капсом выделял и подчеркивал, а Вы все туда же))))))
Добавлено (26.10.2017, 09:53) --------------------------------------------- А вот и немного расчетов.
"Момент инерции спиннера (Fidget spinner) измерен здесь и равен 5,4×10⁻⁵ кг/м². При угловой скорости вращения 140 рад/сек (22 Гц), всей кинетической энергии вращения спиннера не хватит для вращения космонавта с массой 70 кг на МКС даже со скоростью 1 оборот вокруг оси вращения за 10 секунд." полностью по ссылке в спойлере
"PPS. А вот что получается, если обратиться к расчетам. Момент инерции человеческого тела варьирует в пределах от 1 до 17 кгм2 (данные из учебника по биомеханике). Возьмем среднее - 9 кг м2. Момент инерции спиннера на просторах интернета определили как 510^-5 кгм2. Раскрутим спиннер до 100 оборотов в секунду (это ОЧЕНЬ много). И в тот момент когда мы ухватимся за центральную часть спиннера, предположим, что шарики мгновенно припаиваются к подшипнику - происходит полная передача импульса. Так вот закон сохранения импульса нам подсказывает, что человек начнет вращаться со скоросью всего 5 10^-5 * 100/9 =5,5 10^-4 оборотов в секунду, т.е. один оборот за полчаса... Согласен с wusan, что на видео "физики шутят" :)" полностью по ссылке в спойлере.
кто нибудь может разъяснить с описанием физических процессов?
Это розыгрыш. Второй закон Ньютона, не позволит спиннеру раскрутить астронавта, даже при длительном контакте. Во-первых, астронавта от спиннера отделяет подшипник. Во-вторых, инерции спиннера при его массе не хватит, чтобы придать астронавту хоть какое-то малейшее ускорение, вся инерция будет переходить в трение в подшипнике. Если астронавт раскрутит спиннер и отпустит его, то сам подшипник так же начнет раскручиваться, дабы погасить сопротивление внутри , но как только астронав возьмет опять за подшипник, то силы астронавта хватит чтоб остановить подшипник и ни малейшего ускорения астронавт не получит!
Сообщение отредактировал Avaddon74 - Суббота, 28.10.2017, 23:19
Во-первых, астронавта от спиннера отделяет подшипник.
А через подшипник не передается момент инерции? Поподробнне.
ЦитатаAvaddon74 ()
Во-вторых, инерции спиннера при его массе не хватит, чтобы придать астронавту хоть какое-то малейшее ускорение, вся инерция будет переходить в трение в подшипнике.
Тут ребята постарались, расчеты привели, а Вы- не сможет и все? Поподробнее.
Какие расчеты? тут и ежу понятно, что муравей не сможет через "бедро" опрокинуть слона! Если вам для этого нужны математические расчеты, то вперед, я этим заниматься не буду У меня есть поважнее дела.
Цитатаegormack2014 ()
А через подшипник не передается момент инерции? Поподробнне.
А для какой цели был изобретен подшипник? Чтоб гасить инерцию вращающегося тела и сократить до минимума трение.
При поступательном движении мерой инертности тела является масса, а при вращательном - момент инерции. Импульс передаваемый телу (в данном случае подшипнику противовеса от удара пальцем) p=m*v. Если мы его умножим на плечо до оси вращения, то получим момент силы. L=p*r=m*v*r
С другой стороны при вращательном движении момент импульса: L=I*ω где L - момент импульса; I - момент инерции; ω - угловая скорость. Приравняем моменты импульса. Получим: L=m*v*r=I*ω Момент инерции I=mr2, где I - момент инерции; m - масса тела; r - радиус от тела до оси вращения. Кинетическая энергия при вращательном движении Ек=(I*ω2)/2. Чем дальше будут точки тела от оси вращения, тем больше будет значение момента инерции, тем труднее будет его раскрутить относительно этой оси и тем больше энергии придется затратить на приведение его во вращение. Снизить значение момента инерции можно расположив свое тело по оси вращения спиннера. Тогда момент инерции будет минимальный.
У меня есть поважнее дела.
