Giroscopi: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
Línia 46:
[[fitxer:Giros.JPG|miniatura|dreta|300px]]
Això es veu encara més clar si substituïm el disc del giroscopi, una vegada inclinat, per altres dues els eixos de les quals de gir són ortogonals, com en les vinyetes de la imatge d'a baix. El disc vertical representa el moment angular que es conserva en el plànol de gir inicial, i l'horitzontal el que ha passat a aquest plànol. Si el giroscopi roman vertical, no hi ha roda horitzontal, solament equival a un disc vertical de la seva mateixa grandària. Quan comença a inclinar-se, apareix el disc horitzontal, al principi molt petit, en comparació del vertical. A mesura que el giroscopi es va inclinant, i decreix l'angle, la grandària de la roda vertical disminuiria, i augmentaria el de l'horitzontal. És evident que si les dues rodes estan acoblades en un únic mecanisme, est experimentarà un moment angular en el pla horitzontal, contrari al sentit de gir del disc horitzontal a mesura que aquest creixi en grandària (i per tant en moment angular) per mantenir la conservació del moment angular del mecanisme total.[[fitxer:Giros2.JPG|down|500px]]
== Bicicleta ==
S'ha suposat durant molt temps que l'efecte giroscòpic era l'únic o el principal fenomen físic relacionat amb l'equilibri de les [[bicicleta|bicicletes]] i motocicletes, encara que ha estat diverses vegades refutat.<ref name="klein">{{ref-web
|url = http://www.rainbowtrainers.com/default.aspx?id=20
|títol = Bicycle Science
|cognom = Klein
|nom = Richard E.
|autor2 = et al
|consulta = 4 d'agost de 2006
|arxiuurl = https://web.archive.org/web/20070910061942/http://www.rainbowtrainers.com/default.aspx?id=20
|arxiudata = 10 de setembre de 2007
}}</ref> La forma més senzilla de comprovar que l'efecte giroscòpic no aporta la major part de la seva estabilitat a una bicicleta és compensar-ho amb giroscopis a les rodes. L'experiment ha estat realitzat<ref name="jones">{{ref-publicació
| publicació= Physics Today
| volum= 23
| número= 4
| any= 1970
| pàgines= 34?40
| títol= The stability of the bicycle
| cognom= Jones
| nom= David I. H.
| url = http://socrates.berkeley.edu/%7Efajans/Teaching/MoreBikeFiles/JonesBikeBW.pdf
| format= PDF
| consulta= 4 d'agost de 2006
}}</ref> i s'ha comprovat que la bicicleta és perfectament estable sense efecte giroscòpic net. No obstant això, és impossible conduir una bicicleta amb el [[manillar]] bloquejat, la qual cosa demostra que són les forces centrífugues (en el sistema de referència de la bicicleta) que apareixen en moure el manillar les que li confereixen estabilitat. Una bicicleta o una motocicleta llançades en moviment sense conductor, segueixen avançant sense caure fins que trobin un obstacle o que perdin el seu impuls. La trajectòria serà una espiral, un cercle o, rarament, una recta.
[[fitxer:Bicycle-gyro.png|miniatura|Quan la bicicleta s'inclina cap a l'esquerra, el moment creat pel pes sobre la roda davantera desplaça el moment angular d'aquesta cap a enrere i la fa virar cap a l'esquerra. Aquesta situació continua fins que el moment creat per la força centrífuga deguda al gir compensi el moment creat pel pes.]]
En el dibuix està representada una bicicleta en moviment amb el manillar dret i inclinada una mica cap a l'esquerra. El pes de la bicicleta crea un [[moment angular|moment]] <math>\scriptstyle{\mathbf \tau} </math> que tendeix a inclinar encara més la bicicleta i a fer-la caure. Però com la bicicleta avança, la roda de davant té un [[moment angular]] <math>\scriptstyle{\mathbf L} </math> dirigit cap a l'esquerra. La roda de darrere també té un moment angular, però la manera en la qual està subjecta no li permet tenir efecte en l'equilibri de la bicicleta. Aquest moment crea una variació <math>\scriptstyle{\Delta \mathbf L} </math>, dirigida cap a enrere, del moment angular de la roda de davant. Això vol dir que la roda de davant gira cap a l'esquerra, com si s'hagués girat el manillar cap a l'esquerra. La bicicleta comença a voltejar cap a l'esquerra. Mentre el moment faci inclinar-se més la bicicleta, el moment angular de la roda de davant s'inclinarà cap a enrere, el manillar cap a l'esquerra i el radi de la trajectòria de la bicicleta disminuirà.
Vist des del sistema accelerat i [[sistema de referència inercial|no inercial]] de la bicicleta, el radi de rotació disminueix, la qual cosa augmenta la [[força centrífuga]]. Aquesta força centrífuga crea un moment que tendeix a redreçar la bicicleta i a compensar el moment del pes que tendeix a fer-la caure. Quan els dos moments acaben per compensar-se, la bicicleta deixa d'inclinar-se i el manillar de girar cap a l'esquerra. La bicicleta continua en la seva trajectòria circular amb ràdio constant. Si el fregament amb l'aire o altres coses disminueixen la velocitat de la bicicleta, la força centrífuga disminuirà, la bicicleta recomençarà a caure, la qual cosa farà girar el manillar cap a l'esquerra. El radi de gir disminuirà, la qual cosa augmentarà la força centrífuga fins que aquesta compensi de nou el moment del pes. Quan el manillar arriba a 90° o es bloqueja, la bicicleta cau.
Si es llança una bicicleta amb el manillar immobilitzat (amarrat), la bicicleta caurà com si estigués parada.
== Vegeu també ==
| |||