Структура мироздания Вселенной. Часть 2. Макромир. Александр ШадринЧитать онлайн книгу.
приведены некоторые выдержки из Заключения Госкомиссии, как возможные причины такого поведения вращающегося тела:
1. Вращение абсолютно жесткого тела устойчиво относительно осей как наибольшего, так и наименьшего главного момента инерции. Пример устойчивого вращения вокруг оси наименьшего момента инерции, используемый на практике – стабилизация траектории полёта летящей пули.
2. Вращение вокруг оси наибольшего момента инерции устойчиво для любого тела в течение неограниченного времени.
3. Вращение вокруг оси со средним моментом инерции неустойчиво всегда. Это было подтверждено последующими экспедициями на станцию «МИР», которые проводили показательные опыты с вращением куба, цилиндра, параллепипеда и шара с неравномерным распределением плотности массы вокруг его центра. В последних двух случаях вращение объекта вокруг средней по длине оси через два оборота вызывало «кульбит».
И вращение действительно будет стремиться перейти к уменьшению энергии вращения. При этом, различные точки тела начнут испытывать переменные ускорения. Если эти ускорения будут приводить к переменным деформациям с рассеянием энергии, то в итоге ось вращения совместиться с осью максимального момента инерции. Если же деформации не происходит и/или не происходит рассеяния энергии, то получается энергетически консервативная система. Образно говоря, тело будет кувыркаться, вечно пытаясь найти себе «комфортное» положение, но всякий раз будет его проскакивать и искать заново. Таким образом, ось вращения абсолютно жесткого и/или идеально упругого тела никогда не совместится с осью максимального момента инерции, если изначально она не совпадала с ним. Тело будет вечно совершать сложные трёхмерные колебания, зависящие от параметров и начальных условий.
4. При равенстве всех главных моментов инерции вектор угловой скорости вращения тела не будет меняться ни по величине, ни по направлению – вокруг какого направления закрутил, вокруг того направления и будет вращаться.
Вывод – «гайка-барашек Джанибекова» – классический пример вращения абсолютно жесткого тела, закрученного вокруг оси, не совпадающей с осью наименьшего или наибольшего момента инерции.
В дополнение к стабилизации полёта пули, выпущенной из ствола нарезного оружия, можно добавить аналогичный пример с проблемой выхода из осевого «штопора» (поступательное движение с вращением) самолётов в начале прошлого века. У самолётов также имеется масса равномерно распределённая относительно оси вращения – это фюзеляж. Масса крыльев, как и ушки гайки-барашка вносят свой вклад в момент инерции на большем радиусе, поэтому механизм физического явления у них общий. Имеется многочисленное количество публикаций о причинах захода в штопор и выхода из него, но убедительного объяснения механизма и природы явления с точки зрения физики не существует и поныне, как и в случае с эффектом Джанибекова.
Возвращающийся