Bączek odwracający się - drewniany / GOKI
Art.-Nr .: GK855
Bączek odwracający się - drewniany / GOKI
dynamika bryły sztywnej
Zakręć bączkiem, a po chwili się odwróci i stanie na nóżce
Ø = 30 mm, drewno bukowe, 4 dobrane, zestaw 12
Ilość w wewnętrznym kartonie: 0
Ilość w kartonie wysyłki: 1800
Waga: 0009
Grupa wiekowa: od 4 lat
Kod EAN: 4013594058551
Zabawka kształtem przypomina "cebulkę". Wśród różnych odmian wstających bączków (z ang. Tipple Top) można spotkać także drewniane rękodzieła ludowe pochodzące aż z Japonii. Jeśli wprawimy "cebulkę" w szybki ruch obrotowy bączek po chwili odwraca się i kręci na nóżce. Ależ długo się tak kręci! Jak wyjaśnić niezwykłe zachowanie się bączka? Dokładne wyjaśnienie działania zasady obrotu bączka nie jest jednak takie proste – już w latach trzydziestych dwudziestego wieku, wstający wzbudzał zainteresowanie takich sław jak Bohr i Pauli.
Bednarek "Fizyka zabawek":
Bąk w postaci wydrążonej kuli z umieszczoną w niej obciążoną osią zakończoną ostrzem. Po wprawieniu w ruch przez pokręcenie osi palcami odwraca się wirując na ostrzu.
Precesja, moment pędu, moment siły, siła odśrodkowa, tarcie.
Za zaskakujące zachowanie bączka odpowiedzialna jest siła tarcia. Energia dyssypowana pod wpływem siły tarcia jest większa, jeśli bąk wiruje na swoim szerszym biegunie (większy średni moment siły tarcia przy tym samym nacisku). W związku z tym bąk dąży do zmniejszenia powierzchni tarcia nawet kosztem podniesienia środka ciężkości. Wzrost energii potencjalnej odbywa się kosztem energii ruchu obrotowego.
Dokładne wyjaśnienie działania bączka nie jest jednakże takie proste - jak pokazuje poniższe zdjęcie z lat trzydziestych dwudziestego wieku, wzbudzał on zainteresowanie takich sław jak Bohr i Pauli.
Naukowe puszczanie bąków. Wolfgang Pauli |
W odróżnieniu od "zwykłych" bączków, zawsze ostro zakończonych, na siły precesji pod wpływem grawitacji, nakładają się efekty związane z siłami tarcia. O odróżnieniu też od innych zagadnień obrotu bryły sztywnej, oś obrotu jest swobodna, a nie ustalona.
Z punktu widzenia prawa zachowania energii, bączek po "fikołku" zwiększa swą energię potencjalną (co jest niezwykłe, w porównaniu z różnymi "Wańkami-wstańkami", które dążą zawsze do minimum energii potencjalnej). Przyrost energii potencjalnej odbywa się kosztem energii ruchu obrotowego (odwrócony bączek kręci się wolniej).
Z punktu prawa zachowania momentu pędu, bączek dla obserwatora zewnętrznego kręci się nadal w tym samym kierunku, choć wolniej. Różnicę momentu pędu przejmuje "wszechświat", tzn. podłoga, źródło siły tarcia. Z punktu widzenia bączka, jego moment pędu się odwrócił - pamiętajmy, że moment pędu jest tzw. pseudowektorem¸tzn. ma jak inne wektory wartość, kierunek i zwrot, ale nie ma ustalonego punktu zaczepienia.
Wreszcie, bączek jest znakomitym przykładem elipsoidy obrotu. W odróżnieniu od innych bączków, jest pękaty - tzn. jego moment bezwładności dla obrotów wzdłuż dwóch osi (pionowej i poziomej) jest podobny. Być może jest to również jeden z czynników odpowiedzialnych za odwracanie się.
Nad odwracającym się bączkiem (wirująca swobodnie elipsoida), nadal głowią się najtęższe umysły.
Tekst prof. dr hab. Grzegorza Karwasza ze strony http://dydaktyka.fizyka.umk.pl/zabawki/
7
7
8
9
10
11
prof. dr hab. Grzegorz Karwasz "Zabawki fizyczne"
http://dydaktyka.fizyka.umk.pl/zabawki/