Волчок Паули

Сообщение №10913 от marinas 25 мая 2002 г. 18:07
Тема: Волчок Паули

Помогите! Нужно срочно узнать, что такое волчок Паули.


Отклики на это сообщение:

> Помогите! Нужно срочно узнать, что такое волчок Паули.

Ассоциируется только с одной вещью:
шарик с ножкой=> центр тяжести смещен к ножки, закручивая за ножку то есть начинает крутится на шарике, он в конце концов переворачивается на ножку, так как это более устойчитвое положение(переворачивается из- за смещенного центра тяжести и силы трения).


Если можно, пожалуйста, поясните поподробнее. Зареннее большое спасибо.


> Помогите! Нужно срочно узнать, что такое волчок Паули.

Ни разу не встречал такое название. Если Паули, то может что-то квантовое.

Например:
http://www.postupi.ru/ucheb/quantums/quant08.html
http://www.n-t.ru/nl/fz/goeppert.htm

или что-то про ротатор:
http://nuclphys.npi.msu.su/np/nucmod/nucmod5_2.htm
http://jre.cplire.ru/win/apr00/4/text.html


> Если можно, пожалуйста, поясните поподробнее. Зареннее большое спасибо.

берется шарик из пластика к примеру, ему приделывается ножка тое из пластика.Центр тяжести шарика находится в центре, когда добавляем ножку центр тяжести немножко смещается к ножке. далее ракручиваем эту систему за ножку, соответственно центр тяжжести немного выше(см выше) обычного, и если ее отпустить то она упадет на бок. когда мы закручиваем появляется сомент импульса, и как всякое вращаэщеся тело оно вращается вдоль момента, но так система не устойчива ее можно перевести в устойчивое положение под действием силы, этой силой является сила трения (честно не проверял на формулах, но интуитивно это так). в итоге эта штуковина переходит на ножку а там за счет острия ножки она не касается боками и поэтому больше силы трения нет.
Хороший опыт можно поставить с яйцом хорошо отваренны и хорошо найденным(на пасзху я на развлекаля).Кстати момент импульса не вращается вместе с телом,а смотрит всегда наверх(прицессирует конечно еще чуть чуть, и не сохраняется из за трения)

Если это даже и не волчок паули , все равно веселая штучка.

я вот точно не помню кто придумал спин, если Паули, то иди на www.rubricon.ru и там в поиске "спин"


> > Если можно, пожалуйста, поясните поподробнее. Зареннее большое спасибо.

> берется шарик из пластика к примеру, ему приделывается ножка тое из пластика.Центр тяжести шарика находится в центре, когда добавляем ножку центр тяжести немножко смещается к ножке. далее ракручиваем эту систему за ножку, соответственно центр тяжжести немного выше(см выше) обычного, и если ее отпустить то она упадет на бок. когда мы закручиваем появляется сомент импульса, и как всякое вращаэщеся тело оно вращается вдоль момента, но так система не устойчива ее можно перевести в устойчивое положение под действием силы, этой силой является сила трения (честно не проверял на формулах, но интуитивно это так). в итоге эта штуковина переходит на ножку а там за счет острия ножки она не касается боками и поэтому больше силы трения нет.
> Хороший опыт можно поставить с яйцом хорошо отваренны и хорошо найденным(на пасзху я на развлекаля).Кстати момент импульса не вращается вместе с телом,а смотрит всегда наверх(прицессирует конечно еще чуть чуть, и не сохраняется из за трения)

> Если это даже и не волчок паули , все равно веселая штучка.

> я вот точно не помню кто придумал спин, если Паули, то иди на www.rubricon.ru и там в поиске "спин"
Это не простая задача. В свое время мне понадобился целый месяц на ее решение. Я очень удивился, когда недели две назад, в новостях науки сообщалось, что два математика, американского пристижного вуза, два месяца решали задачу
с вареным яйцом (это тот-же волчек со смещенным центром тяжести к тупому концу). Так вот, объяснение приведенное в новостях частичное и ошибочное (указывается, что только при определенных значениях трения центр тяжести подымается вверх).


> Это не простая задача.
если бы была простая, я бы формулу написал бы:)

> В свое время мне понадобился целый месяц на ее решение. Я очень удивился, когда недели две назад, в новостях науки сообщалось, что два математика, американского пристижного вуза, два месяца решали задачу

они, я чуствую, не одну тонну яиц извели на это:)

> с вареным яйцом (это тот-же волчек со смещенным центром тяжести к тупому концу). Так вот, объяснение приведенное в новостях частичное и ошибочное

>(указывается, что только при определенных значениях трения >центр тяжести подымается вверх).
вот это уже не совсем понятно, просто если взять обычный мячик(тут правда сфера, а ни овал) он особо не переворачивается. Это вообще интересно получается, система затрачивает энергию для перевода себя в выгодное положение по трению.

Тут на самом деле есть элемент случайности(можно проверить).
Если взять яйцо и крутануть эго на боку то оно как и туда и туда сваливется(зависит от того какой половинкой коснется в начльный момент).



> > Это не простая задача.
> если бы была простая, я бы формулу написал бы:)

> > В свое время мне понадобился целый месяц на ее решение. Я очень удивился, когда недели две назад, в новостях науки сообщалось, что два математика, американского пристижного вуза, два месяца решали задачу

> они, я чуствую, не одну тонну яиц извели на это:)

> > с вареным яйцом (это тот-же волчек со смещенным центром тяжести к тупому концу). Так вот, объяснение приведенное в новостях частичное и ошибочное

> >(указывается, что только при определенных значениях трения >центр тяжести подымается вверх).
> вот это уже не совсем понятно, просто если взять обычный мячик(тут правда сфера, а ни овал) он особо не переворачивается. Это вообще интересно получается, система затрачивает энергию для перевода себя в выгодное положение по трению.

> Тут на самом деле есть элемент случайности(можно проверить).
> Если взять яйцо и крутануть эго на боку то оно как и туда и туда сваливется(зависит от того какой половинкой коснется в начльный момент).

Выбросите яйца из головы. Дело в том, что яйца бывают разные и надо хороше поискать, чтобы найти с нужным эффектом. Раньше продавалась игрушка - шарик с ручкой (в месте выхода ручки шарик был обрезан так, что конец ручки приблизительно совпадал со сферой шарика и он мог легко перевернуться на ручку при вращении). На противоположной стороне шарика, с внутренней стороны было утолщение - грузик, так что шарик походил на ваньку-встаньку. При вращении он устойчиво крутился на утолщении, но как только появлялся наклон, у шарика появлялась нутация - он постепенно переходил на ручку, поднимая центр тяжести на верх. Физика этого процесса такова. Никаних случайностей тут нет. Придав шарику момент импульса он устойчиво вращается на оси, но конец оси у шарика не острый, а имеет большой радиус. При малейшем наклоне возникает прецессия, опорой шарика уже является точка на вращающейся с большой скоростью сфере. Возникает трение и сила которая старается увеличить скорость (частоту) прецессии. Тяготение Земли ответственно за прецессию, но если эту прецессию подгонять, то возникает сила подымающая центр тяжести вверх, если тормозить прецессию то возникает сила опускающая центр тяжести вениз. Шарик - гироскоп начинает нутировать переходя в единственное устойчивое (в большом) состояние. Первоначальное состояние обладает устойчивостью в малом.
Ошибкой двух математиков является ограничение, рамки коэфф. трения. При любом коэфф. трения возникает сила ускоряющая прецессию, а значит и нутация пропорциональная силе трения. Если-бы они работали не с яйцами... , а с яйцами и мне-бы месяца не хватило.


> > Это не простая задача.
> если бы была простая, я бы формулу написал бы:)


...Это вообще интересно получается, система затрачивает энергию для перевода себя в выгодное положение по трению.

При расчётах учитывалась не только з-н сохранения энергии но и импульса. Если Вы одной монеткой лежащую на поверхности обладающей трением(ЛИСТ БУМАГИ), другую монетку ударите, то увидете, что обе монетки после удара двигаются в одну сторону- если бы Вы идеальную поверхность имели бы, то произошла бы полнейшая передача импульса и энергии- только одна монета двигается. Расчёты элементарны, только потерю энергии учесть(импульс всё равно не теряется).

С уважением Д.


> > > Это не простая задача.
> > если бы была простая, я бы формулу написал бы:)

>
> ...Это вообще интересно получается, система затрачивает энергию для перевода себя в выгодное положение по трению.

> При расчётах учитывалась не только з-н сохранения энергии но и импульса. Если Вы одной монеткой лежащую на поверхности обладающей трением(ЛИСТ БУМАГИ), другую монетку ударите, то увидете, что обе монетки после удара двигаются в одну сторону- если бы Вы идеальную поверхность имели бы, то произошла бы полнейшая передача импульса и энергии- только одна монета двигается. Расчёты элементарны, только потерю энергии учесть(импульс всё равно не теряется).

> С уважением Д.

Выше я дал полную физическую картину переворота волчка Паули. Сложность задачи заключается в учете силы трения, которая возбуждает момент ускоряющий прецессию волчка. Этот момент работу не производит, так как его прецессия происходит в перпендикуллярной плоскости. Но в нашем случае работа производится на увеличение потенциальной энергии центра тяжести волчка ( его подъема).


...Но в нашем случае работа производится на увеличение потенциальной энергии центра тяжести волчка ( его подъема).

Пока з-ны сохранения энергии сохраняются можно кинетическую энергию в потенциальную перекачивать - это и происходит в нашем примере.Если Вы про подъём говорите, то вводите читателя в заблуждение, что имеется возможность создания вечного двигателя. Со всем остальным согласен, очень хорошее объяснение. С уважением Д.


> ...Но в нашем случае работа производится на увеличение потенциальной энергии центра тяжести волчка ( его подъема).

> Пока з-ны сохранения энергии сохраняются можно кинетическую энергию в потенциальную перекачивать - это и происходит в нашем примере.Если Вы про подъём говорите, то вводите читателя в заблуждение, что имеется возможность создания вечного двигателя. Со всем остальным согласен, очень хорошее объяснение. С уважением Д.

Неужели не понятно, что увеличение потенциальной энергии центра тяжести происходит за счет уменьшения момента импульса волчка (за счет внутренней энергии)? Я думаю, что это один из важнейших механизмов которым пользуется Природа при создании молекулярных, ядерных, электроно-орбитальных связей.
С уважением - В.С.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100