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Fisica della precessione

Fisica della precessione
Fisica della precessione

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Anonim

Precessione, fenomeno associato all'azione di un giroscopio o di una trottola e costituito da una rotazione relativamente lenta dell'asse di rotazione di un corpo rotante attorno ad una linea che interseca l'asse di rotazione. Il giro regolare e lento di una trottola è una precessione, il traballare irregolare è una noce.

Nella figura il disco del peso W e l'albero attaccato ruotano ad alta velocità attorno all'asse di rotazione AB. La velocità angolare ω, che è vista in senso orario da A, può essere indicata dalla freccia curva ω sul piano del disco o dal vettore ω ′ perpendicolare al disco e rivolto verso destra. La freccia curva ω e il vettore ω ′ sono analoghi, rispettivamente, alla rotazione e all'avanzamento di una vite destra in un dado; questa è conosciuta come la regola della mano destra. Di solito è più conveniente rappresentare rotazioni e momenti di rotazione (che tendono a produrre rotazioni) dai vettori piuttosto che dalle frecce curve.

L'albero e la colonna stazionaria AC sono collegati da un giunto a sfera su A, che consente all'albero di ruotare su qualsiasi linea attraverso A. Nella disposizione mostrata in Figura, il peso W crea un momento in senso orario WL attorno ad A, che può essere rappresentato da un vettore M di magnitudo WL, che agisce su A e perpendicolare ad AB. Per il momento, l'albero precesserà (ruoterà lentamente) attorno all'asse della colonna in senso orario, visto da C; la velocità angolare della precessione è indicata dal vettore Ω. Va notato che ω ′, M e Ω sono ad angolo retto l'uno rispetto all'altro e che il vettore di rotazione ω ′ ruota sempre verso il vettore del momento M. Si può dimostrare che Ω, la velocità angolare della precessione, non dipende sull'angolo α, che, nel caso di una trottola, è vicino a 180 gradi.

La precessione delle cime è frequentemente accompagnata da un fenomeno noto come nutation, che è evidenziato da un movimento ondulato dell'estremità dell'asse di spin causato da variazioni dell'angolo α.