Детская энциклопедия

Меню сайта











"Волчок"

Кто в детстве не увлекался замечательной пестро раскра­шенной игрушкой — волчком? Она зачаровывает своим удиви­тельным поведением: стоит ее раскрутить — и она «как живая».

В магазине можно купить большой красивый волчок; он состоит из двух соединенных полуконусов, по оси которых про­пущен стержень со спиральной навивкой. Под­нимая и опуская заводную ручку, волчок мож­но сильно раскрутить. Однако это не обязатель­ная конструкция волчка. Можно просто выре­зать диск из плотного картона и в его центр вставить спичку. Очень хорошие волчки полу­чаются из массивных металлических дисков с тонкой осью и острой ножкой. Старые часы — это целый клад волчков, больших и малень­ких. Там что ни зубчатое колесико с осью, то и волчок.

До того, пока волчок не раскрутили, он ничем не интересен. Никакие попытки заставить волчок «стоять», когда он неподвижен, не увенчаются успехом. Но стоит сообщить ему вращательное движение, и он прочно стоит на своей ножке, причем тем прочнее и устойчивее, чем быстрее вращается и чем острее его ножка, т. е. чем меньше сила трения в точке упора. Именно вращательное движение — причина его устойчивости. Из-за трения скорость его по­степенно падает, он начинает качаться и, на­конец, остановившись, валится на бок.

Если волчок хорошо раскрутить, то он обя­зательно стремится стать вертикально, даже если первоначально его ось была наклонена. Более то­го, стоит легонько толкнуть его, он качнется раз-другой и снова примет вертикальное положе­ние. По законам своего движения волчок уста­навливается всегда так, чтобы направление силы тяжести и ось вращения совпадали.

Если ножка волчка недостаточно остра или если скорость вращения мала, волчок не стоит как вкопанный, а совершает своеобразные коле­бания, которые называются прецессией: ось волчка описывает в пространстве конус вокруг вертикальной линии.

Волчок — это лишь один из многочисленных примеров вращающихся тел. В общем виде за­коны вращения тел очень сложны, но, если у тела правильная геометрическая форма, его вращение подчиняется довольно простым зако­номерностям. Главная из них — устойчивость вращающегося тела относительно оси вращения.

Чтобы пуля при полете не «кувыркалась» в воздухе, ей придается вращательное движение. Это достигается винтовой нарезкой в ружейном стволе (отсюда и название — винтовка). Вра­щающаяся пуля на протяжении своего полета сохраняет направление своей оси.

Видали ли вы в цирке, как эквилибрист вра­щает на тонких палочках тарелки? Вращаясь, они приобретают ту же самую устойчивость, что и волчок. Эквилибристу остается лишь следить, чтобы ось вращения в точности про­ходила через центр тяжести тарелочки (рис. 9).

Волчок — это не только игрушка. Уди­вительная устойчивость вращающегося диска широко применяется в науке и технике. В так называемом гироскопическом стабилизаторе вра­щающийся диск придает устойчивость всей системе, в которой он закреплен. Быстро вра­щаясь, диск активно «сопротивляется» измене­нию оси вращения. На этом принципе на мор­ских судах работают механизмы, гасящие качку.

Изобретен и такой волчок: его ось заключе­на в специальной подвеске и может свободно в ней вращаться. Диск волчка раскручивается электромотором. Это так называемый гиро­скоп (рис. 10).

Гироскоп, оказывается, может вы­полнять роль компаса! Если его сильно раскрутить, ось его прини­мает направление зем­ного меридиана, т. е. будет направлена с юга на север. Такой волчок называется гирокомпа­сом. У него ряд преиму­ществ перед магнитным компасом. В частности, магнитные силовые ли­нии Земли направлены не строго по меридиа­нам, и, следовательно, магнитная стрелка не всегда правильно пока­зывает север или юг. Особенно это заметно вблизи полюсов Земли. Здесь-то лучше всего пользоваться гирокомпасом.

Кстати, сама Земля — гигантский волчок, который делает один оборот за сутки. Любо­пытно, что вращение Земли вокруг оси подвер­жено прецессионным колебаниям, как будто бы ее ось «толкнули». Солнце — тоже гигантский волчок; скорость вращения его экваториальных областей — один оборот за 25 дней и 9 часов. По-видимому, все звезды во Вселенной вра­щаются вокруг своей оси, и не только звезды, но и звездные скопления — туманности и га­лактики.

Вращение физических тел распространяется не только на космические тела, но и в глубь ма­терии, на молекулы, атомы и элементарные ча­стицы (электроны, протоны, нейтроны и т. д.). У элементарных ядерных частиц это вращение получило специальное название — спин (по-английски to spin значит вращаться). Многие свойства вещества объясняются вращением элементарных частиц, атомов и молекул.

Глядя на как бы неподвижный поющий волчок, который так прочно стоит, опираясь на одну точку, вспомни, что он воспроизводит явление, присущее всей природе.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016