Кельтский камень своими руками
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 18.09.2024
Аналогичным образом вел себя и, запущенный космонавтом, пластилиновый шарик. Он тоже, пролетев некоторое расстояние, переворачивался вокруг своей оси.
Стало понятно, что Владимир Джанибеков обнаружил совершенно новый эффект, который, казалось бы, нарушает стройность всех ранее признанных теорий и представлений — при движении в невесомости вращающегося тела, оно через строго определенные промежутки времени меняет направление оси своего вращения, совершая переворот на 180 градусов. При этом, как, собственно говоря, и должно быть по законам физики, центр масс тела продолжает равномерное и прямолинейное движение, в полном соответствии с первым законом Ньютона, а направление вращения тела после кувырка, как и должно быть по закону сохранения момента импульса, остается прежним, т.е. тело вращается в том же направлении относительно внешнего мира, в каком оно вращалось до кувырка!
Сложилась довольно таки интересная ситуация — есть результаты достаточно странного эксперимента в области механики, где, казалось бы, все давным-давно объяснено, и нет никакой гипотезы, объясняющей результаты этого эксперимента.
Вскоре оказалось, что объяснение эффекта Джанибекова вполне укладывается в рамки классической механики и заключается в том, что тело свободно вращающееся в невесомости и имеющее РАЗЛИЧНЫЕ моменты инерции и начальные скорости вращения относительно различных осей вращения, сначала вращается вокруг одной оси, потом эта ось вдруг неожиданно переворачивается в противоположенную сторону, после чего тело продолжает вращаться в ту же сторону, что и до переворота. Потом ось опять переворачивается в противоположенную сторону, возвращаясь в исходное положение, и тело опять вращаться как в начале. Этот цикл повторяется много раз.
Все дело в том, что раскручивая гайку, достаточно сложно придать ей строго осевое вращение. Обязательно будет минимальный импульс, сообщенный телу, направленный относительно другой оси. Со временем этот импульс накапливается и перевешивает осевое вращение гайки. Происходит кувырок. Ну, а пока импульс минимальный, вращение будет происходить вокруг одной оси.
В земных условиях проверить эффект Джанибекова достаточно сложно (но возможно!), из-за наличия силы тяжести, но данный эффект можно промоделировать с помощью компьютера. По сылке в оригинале счтатьи можно скачать такую программу.
Имеется возможность установки соответствующих параметров, но при первом запуске лучше пропустить этот этап. В качестве начальных условий можно задать три момента инерции (Iteration moments) тела или размеры условного параллелепипеда который будем вращать (Cube sides) и плотность его материала (density).
Так, если поставить стороны куба (Cube sides) в 10, 10, 1, то характер вращения изменится. Гайка уже не будет резко переворачиваться, а её ось вращения будет периодически плавно переходить из зелёной в красную, и из красной в зелёную, при этом синяя ось будет двигаться строго по кругу, в чём легко убедиться, включив в программе опцию (Lines).
В общем, я советую всем поэкспериментировать с данной программой, которая легко ставится и работает, как под XP, так и под Vista, и тогда эффект Джанибекова станет гораздо более понятен и нагляден. Она хороша, как учебное пособие для школьников.
Как видим, никаких нарушений законов механики в эффекте Джанибекова нет и в помине. Подобное поведение объектов легко моделируется по формулам Эйлера восемнадцатого века, что наглядно продемонстрировал автор программы. Странно другое — за триста лет существования этих формул никто до Владимира Александровича Джанибекова его не обнаружил.
Впрочем есть целый ряд известных с древности игрушек, принцип работы которых весьма похож на эффект Джанибекова. Рассмотрим некоторые из них.
Китайский волчок или волчок Томсона.
Китайский волчок (рис. 9.1) это достаточно любопытная игрушка, по форме, напоминающая усеченный шар, по центру среза которого расположена ось. Если этот волчок сильно раскрутить, установив его на ровной поверхности, то можно наблюдать эффект, казалось бы, нарушающий законы физики. Ускоряясь, волчок, вопреки всем ожиданиям, опрокидывается набок и продолжает переворачиваться дальше, пока не встанет на ось, на которой будет затем продолжать вращаться.
Происходит это в результате того, что он имеет необычную форму, создающую неравномерное распределение массы по телу волчка, т.е мы опять имеем дело с телом, имеющим разные моменты инерции, относительно различных осей, которое приводит к совершенно к иному характеру вращения, чем у обычного волчка.
Исследованиями китайского волчка в свое время занимались Кельвин, Бор, Паули и многие другие ученые. Его физика достаточно сложна и в настоящий момент изучена лишь частично.
Кельтский камень.
Кельтский камень это волчок, который во время вращения в одну сторону ведёт себя как обычный волчок, при раскручивании в обратную сначала уменьшает скорость своего вращения и увеличивает колебания, а потом и вовсе начинает вращаться в обратную сторону. Столь странное название волчка связано с тем, что в некоторых кельтских гробницах 1 века до н.э. находили тесала (орудия труда), обладающие такими же свойствами.
По форме кельтский камень представляет собой эллипсоид, верхняя поверхность которого срезана под углом, что приводит к смещению центра масс относительно его осей вращения. Другим вариантом смещения центра может быть добавление дополнительной смещенной массы. При определенных параметрах кельтского камня он может приобретать еще более интересное свойство — при его раскручивании в любую сторону, он сначала вращается, потом останавливается, сильно раскачиваясь, после чего закручивается в обратную сторону, опять останавливается и снова меняет направление вращения на исходное.
Всеобъемлющей теории, объясняющей характер движения кельтского камня на данный момент также нет, но для нас главное, что и в этом случае его кувырки связаны с тем, что он имеет различные моменты инерции плюс смещение центра масс относительно различных осей его вращения.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Этот эффект присутствует не только в космосе, но из-за наличия гравитации, на Земле его трудно заметить.
Зато, в условиях наличия гравитации можно увидеть другой, не менее интересный эффект - вращение кельтского камня.
Если крутануть камень против часовой стрелки.
. то он просто будет вращаться. Ничего особенного. НО. Стоит попробовать крутануть его по часовой.
Начинается какая-то магия вне Хогвартса. Камень сначала вращается и раскачивается вокруг горизонтальной оси, а затем без какого-либо внешнего воздействия начинает вращаться в обратном направлении, т.е. против часовой.
Описание этого эффекта появилось еще в конце XIX века. И, естественно, никакой магии в этом нет, просто физика.
Нижняя часть камня - сегмент эллипсоиды, а верхняя - плоскость. И дело в том, что у кельтского камня ось симметрии эллипсоиды и ось симметрии массы не совпадают.
Таким образом, при вращении, такой "волчок" будет предпочитать то направление, куда смещена ось симметрии массы. Вот и все!
Ко всему прочему, камень обладает еще одним интересным свойством. Если покоящийся камень привести к колебаниям вокруг горизонтальной оси, то колебания со временем вызовут вращение вокруг вертикальной оси, т.е. он попросту начнет вращаться.
Такую физическую игрушку можно приобрести в магазине, или сляпать самому.
Камень делается в форме половины яйца, на верхнем срезе которого крепится прямой стержень, расположенный под некоторым углом.
Наконец-то я созрела на мастер-класс. :)
А показывать я буду, как я делаю кулоны и кольца по мотивам кельтских плетений.
Для работы понадобятся:
- полимерная глину серого цвета (можно использовать смесь разных оттенков серого и не смешивать цвета до однородности);
- наждачная бумага: крупную (40) и мелкую (1500);
- зубная щетка или жесткая кисть;
- экструдер (можно обойтись и без него, но с ним проще);
- нож;
- толстая игла или зубочистка;
- паста-машина или другой инструмент для раскатывания полимерной глины;
- акриловые краски;
- кисть.
СТРОИТЕЛЬСТВО КРОЛЬЧАТНИКА ЗАГЛУБЛЕННОГО В ЗЕМЛЮ Старый крольчатник, который прослужил чуть больше года, меня не устраивал по некоторым причинам - оказалс.
ВЛАЖНОСТЬ В ИНКУБАТОРЕ РЕГУЛИРУЮ НАГРЕВОМ Для меня всегда было довольно сложно поддерживать при инкубации необходимый уровень влажности воздуха. Обычно она .
НОЖ, ПИЛА И БЕРЁЗОВОЕ ПОЛЕНО - ДЕЛАЕМ ГРЕБЕШОК-РАСЧЕСКУ ДЛЯ БОРОДЫ © Автор: Тимофей Новиков Мода на бороду всё ещё на самом пике, и если её…
ХУДОЖЕСТВЕННОЕ ТИСНЕНИЕ ПО КОЖЕ СВОИМИ РУКАМИ - МАСТЕР КЛАСС ОТ ПРОФЕССИОНАЛА © Автор: Тимур Кручинин Приветствую вас, мастеровые! Меня зовут Тимур. Мое хобби — изготовление…
КАК ДЕЛАЮТ КЛАССИЧЕСКИЕ ГИТАРЫ Процесс создания многих музыкальных инструментов — органов, скрипок, виолончелей и иже с ними — с давних времён представляет собой некое таинство.…
БЫЛИ САНИ ДЕТСКИЕ, СТАЛИ РЫБАЦКИЕ Сосед хотел выбросить детские пластиковые сани, мол, внуки выросли — и санки ему ни к чему. Забрал их себе, немного…
КАК РАСКРАСИТЬ СДЕЛАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КУКОЛ АЭРОГРАФИЕЙ - ПОШАГОВЫЙ МАСТЕР КЛАСС © Автор: Полина Южакова Фото автора Всем привет! Меня зову.
ФОТО РАМКА ИЗ ДЕРЕВА И ШПОНА СВОИМИ РУКАМИ - МАСТЕР-КЛАСС © Автор: Елена Симонова Фото автора Бывают дома, в которых не пользуются деревян.
ХЛЕБНИЦА В КРУЖЕВАХ СВОИМИ РУКАМИ Давно мечтали о таком аксессуаре, как хлебница, но не знали из чего и как ее можно изготовить? Предлагаю смастерить ее…
Чтобы отметить человека, наведите на него курсор и нажмите левую кнопку мыши. Чтобы отметиться на фото, наведите на себя курсор и нажмите левую кнопку мыши.
В конце XIX века английский физик Гильберт Томас Уолкер попытался изложить в своей работе некоторое физическое объяснение движения Кельтского камня.
Кельтский камень получил свое название со схожестью тесал – орудий труда кельтских племен, относящихся к 1 веку до н.э. Они обладали невероятным эффектом реверса, что и этот загадочный предмет. Кельтский камень представляет собой волчок, который при вращении в определённую сторону способен изменить направление своего вращения. При этом некоторое время он вращается с уменьшением угловой скорости и увеличением колебаний, а потом начинает вращаться в обратную сторону. Бывают кельтские камни иного типа, когда их можно раскручивать в любую сторону. При этом такие камни некоторое время вращаются, потом останавливаются, сильно раскачиваясь, закручиваются в другую сторону, а затем снова меняют направление вращения на исходное.
Поверхность кельтского камня твердая и имеет выпуклый участок без заострений и ребер. Предмет движется в однородном поле тяжести, опираясь выпуклым участком на неподвижную горизонтальную плоскость. Если лежащий на плоскости Кельтский камень привести к колебаниям вокруг горизонтальной оси, то они вызовут его вращение вокруг вертикальной оси. Направление вращения при этом будет зависеть от ориентации относительно камня той оси, вокруг которой вначале камень колебался. Для некоторых типов Кельтских камней смены вращений могут происходить многократно.
Долгое время причины загадочного поведения Кельтских камней объяснить не удавалось. Существовали ошибочные объяснения эффекта реверса, связанные с особенностью внутреннего устройства камня, специфическими свойствами сил трения, влияющих на его вращение, оборотом Земли вокруг своей оси и даже с проявлением сверхъестественных сил. Кто-то вообще считал, что в Кельтском камне заключен секрет создания вечного двигателя.
В конце XIX века английский физик Гильберт Томас Уолкер попытался изложить в своей работе некоторое физическое объяснение движения Кельтского камня. Согласно ему камень должен обладать следующими свойствами:
- Динамическая асимметрия, которая может являться основной причиной реверса Кельтского камня;
- Геометрическая асимметрия, заключающаяся в его форме лодочки;
- Главные горизонтальные моменты инерции камня должны различаться.
Что бы четко понимать динамические свойства Кельтского камня необходимо иметь адекватную математическую модель, описывающую его движения. Наиболее популярной и самой простой является неголономная модель, основанная на предположении отсутствия проскальзывания при вращении и качении камня по плоскости. Сегодня в исследования феномена Кельтского камня была привлечена современная компьютерная техника. Так было обнаружено присутствие сложных хаотических притягивающих множеств в Кельтском камне — странных аттракторов. Именно хаотическое поведение является одной из причин многократного реверса этого предмета. А понять это помогло компьютерное исследование неголономной модели системы. Как показывают исследования последних лет, именно эти физические модели позволяют четко и просто объяснить многие феномены в динамике твердых тел, таких как Кельтский камень.
Читайте также: