La science Momentum Pivotement dans une conservation Président Spinning - Scientific American
Concepts clés
Élan
Inertie
Accélération
introduction
Avez-vous déjà demandé pourquoi les patineurs artistiques sont capables de tourner comme une toupie si vite? Dans de nombreux cas, ils sont en mesure d'augmenter leur vitesse sans pousser hors de tout simplement en repliant leurs bras pour ajouter une force supplémentaire à la rotation. Que se passe-t-il? Pour le savoir, nous allons mimer les mêmes patineurs de technique de base utilisent et en apprendre davantage sur quelques principes simples de la mécanique classique pour aller au fond de la façon dont cela fonctionne. Ne vous inquiétez pas pas de coordination ou des compétences spéciales sont nécessaires! Tout ce que vous aurez besoin est un solide, chaise pivotante et une paire d'haltères légers ou lourds livres.
Contexte
Tout objet physique résiste au changement dans son mouvement, y compris un changement de direction. Isaac Newton a décrit ce comportement dans sa première loi du mouvement: la tendance d'un objet est soit rester assis ou se déplacer dans une ligne droite à une vitesse constante à moins qu'il est sollicité par une force extérieure. Cette tendance à résister à un changement de mouvement est appelé inertie, et les objets plus lourds (plus massives) sont plus résistants aux changements dans le mouvement, parce que l'un objet plus de masse a, plus l'inertie qu'il a.
Matériaux
● chaise pivotante (un bureau, un bureau ou tout autre chaise pivotante qui tourne librement se faire.)
● Paire d'haltères légers ou lourds livres
Préparation
● Mettre en place votre chaise pivotante au centre d'une pièce. (Assurez-vous que vous aurez assez de place pour faire tourner les bras tendus sans frapper des objets ou vous blesser!)
● Cette expérience est préférable d'effectuer sur un sol recouvert de moquette. Essayez d'éviter de le faire sur un plancher de bois franc, notre objectif est de nous assurer que les roulettes sur la chaise restent fixes, la seule partie de la chaise que nous voulons faire pivoter est la colonne centrale.
Observations et résultats
Lorsque vous nichés votre poids, vous devriez avoir filé plus vite. Mais l'impulsion totale de toutes les pièces en mouvement est resté constant. Confus encore? Pour comprendre comment cela a un sens, nous devons revoir rapidement de l'ampleur et de regarder ce que nous avons changé au cours de la rotation.
Lorsque vous avez commencé votre tour, vous a fait tout le système de votre chaise, votre corps et votre poids à atteindre une dynamique spécifique. Commençons par regarder les poids. Comme toutes les choses en mouvement dans l'univers avec la masse, les masses ont l'élan, ce qui leur donne envie de continuer à se déplacer en ligne droite. Ils feraient juste que s'il n'y avait pas la tension exercée par vos bras, ce qui les tire sur une trajectoire circulaire. On peut donc penser aux poids que de vouloir continuer à voyager dans cette même trajectoire circulaire à une vitesse constante. Hypothétiquement, ils seraient en mesure de voyager indéfiniment comme s'il n'y avait pas de résistance à l'air et le frottement créé par la colonne pivotante de la chaise.
Votre corps ne correspond pas à la vitesse entièrement nouvelle vitesse des poids non plus, bien sûr, votre inertie corps va résister dans une certaine mesure, mais le point est que l'élan de ces poids doit aller quelque part. Votre corps gagne un certain élan, alors que les haltères perdent, mais l'élan global de l'ensemble du système (au sommet de la chaise) reste le même. Voilà pourquoi nous faisons souvent référence à ce phénomène comme la conservation du moment angulaire. Il fonctionne en sens inverse, trop lorsque vous reextend vos bras, vous ralentissez. C'est ce qui permet des patineurs de sortir d'une rotation en douceur!