Эффект Джанибекова, его объяснение и естественные примеры

[bob]

Если мне, кто-нибудь даст список формул по которым это можно просчитать - сделаю. Всех спрашиваю, но пока безрезультатно.

Теормех. А это надо?

[Мечта]

У меня нет формул, по которым можно рассчитать столкновение двух объектов имеющих произвольные направления движения, произвольные вращения, и сталкивающиеся в произвольной точке.

Тут не формулы, тут дифференциальные уравнения нуно решать.

Кстати, тоже самое мне на одном известном форуме говорили про эффект Джанибекова, однако обошлось всё списком формул.

Если мне, кто-нибудь даст список формул по которым это можно просчитать - сделаю. Всех спрашиваю, но пока безрезультатно.

Теормех. А это надо?

Конечно.

[bob]

Конечно.

Тогда - книжка и маткад. Больше ничего посоветовать невозможно.

[VZ]

Об этом эффекте идёт речь? Фрагмент из фильма "Уроки из космоса"

http://www.youtube.com/watch?v=25AXoFUkmwo

[dims]

Точно! Класс!

[летбур]

Почитал тему про эффект Джанибекова и решил провести маленький эксперимент. Взял палку, подвесил её к потолку на нитку. Нитку прикрепил так, чтобы она проходила через центр масс палки. Для этого надо было в палке сделать вырез. В таком положении палку можно аккуратно остановить в любом положении. Затем я наклонил палку под 45 градусов к горизонту и заставил её вращаться вокруг вертикальной оси. Палка таким образом вращаться не захотела 
Думаю, при правильной форме палки её можно было бы и кувыркаться заставить, но на земле этому нитка мешает.
Есть еще один способ заставить гайку Джанибекова кувыркаться на земле: её надо вписать в шар из легкого нужной плотности и пустить крутиться в толще воды.

[Грехов Михаил]

Так ясен пень, концы палки испытывают центростремительное ускорение, которое которое можно разложить относительно оси палки в 2 ускорения - одно (вдоль)-растягивает палку, а другое (поперёк) - её поворачивает её таким образом, чтобы ось палки была перпендикулярна оси вращения. Это единственное устойчовое положение палки для вращения в такой схеме.

[Крупин]

       В "эффекте Джанибекова" ничего нового с научной (механической) точки зрения нет. Любое твёрдое тело с точки зрения механики в смысле вращений эквивалентно трёхосному эллипсоиду. (У твёрдого тела имеются три ортогональные главные оси инерции, как и у трёхосного эллипсоида). оказывается вращения вокруг самой длинной и самой короткой осей устойчивы, в то время как вращение вокруг средней по длине оси - нет.

       Эффект Джанибекова, теоретически, можно было бы наблюдать со спичечным коробком, закрученным относительно оси, проходящей через середины обсеренных граней (вернее обфосфоренных) в свободном падении. Можно, вроде бы, попытаться что-то увидеть, если подкинуть вверх надлежаще раскрученный коробок. Не знаю, сам не экспериментировал.

       Палка же для эффекта не годится, поскольку у неё две наикратчайшие оси равны.

[летбур]

Значит лучше использовать для таких целей крестовину. Только как её подвесить, чтобы нитка не мешала?
Про спичечный коробок спасибо.

[Putnik]

Эффект Джанибекова, теоретически, можно было бы наблюдать со спичечным коробком, закрученным относительно оси

Проще взять в руку молоток и подбросить его чтобы ручка вращалась вокруг железяки. Посмотрите, что получится - чем не эффект Джанибекова в земных условиях

[SelenIT]

Вот видео "домашнего" эксперимента с крестовиной: Демонстрация эффекта Джанибекова в домашних условиях

А теорию вопроса вроде бы популярнее всего "разжевали" на http://dxdy.ru/topic13014-15.html

[Anatoliy]

Пожалуй, с эффектом Джанибекова не всё так просто, хотя моменты инерции и уравнения Эйлера имеют место быть. Вот, например, гифка на основе видеоролика от NASA.

Здесь мы видим вращение вокруг оси главного момента инерции, которое вроде бы должно стабилизировать ось, но из-за внешних возмушений (воздух, возможно гравитация, магнитное поле и т.п.) возникает прецессия оси и "кувыркание" вращающегося объекта. Но почему оно периодичное, а не хаотическое? Что накапливается за 40 сек. в той же гайке Джанибекова, вызывающее быстрый "оверкиль" и потом опять относительно продолжительное вращение. Невольно приходят в голову диспуты о квантовой механике макромира. Нашёл заумную статью об этом, картинка кликабельна. Ниже резюме к ней.

Мы показываем, что классическая модель волчка Эйлера (свободно вращающегося, обычно асимметричного твердого тела), возможно дополненная ротором, соответствует обобщенному методу, описывающему явления Липкина-Мешкова-Глика (LMG) различных ветвей квантовой физики. Классические эффекты, такие как свободная прецессия симметричного волчка, качающаяся тарелка Фейнмана, неустойчивость теннисной ракетки и эффект Джанибекова, управление ориентацией спутников моментом вращения или динамика кручения кувырков, имеют свои особенности в квантовых эффектах, которые включают сжатие спина одноосного кручения и двухосного контркручения, переходы между режимами Джозефсона и Раби конденсата Бозе-Эйнштейна в двухъямный потенциал и другие критичные квантовые явления. Параллели позволяют расширить диапазон исследованных квантовых фазовых переходов в обобщенной модели LMG, а также представить классическую аналогию недавно предложенного LMG временного кристалла Флоке.

Может кто не поленится пробежаться и высказать своё мнение об этом опусе ребят из чешского университета Палацкого. Для меня она сложновата, слишком много формул, да и инглиш со словарём.

[Geen]

вращение вокруг оси главного момента инерции, которое вроде бы должно стабилизировать ось

Не должно.

из-за внешних возмушений (воздух, возможно гравитация, магнитное поле и т.п.) возникает прецессия оси и "кувыркание" вращающегося объекта.

"Внешние возмущения" тут ни при чём.

Невольно приходят в голову диспуты о квантовой механике макромира.

Напрасно. Особенно если "квантовая механика"

Для меня сложновата, слишком много формул

[Anatoliy]

вращение вокруг оси главного момента инерции, которое вроде бы должно стабилизировать ось

Не должно.

Ну как же не должно. Вот пример, околоюпитерный зонд Юнона (Juno), рабочая скорость вращения 2 об/мин.

[Ulmo]

Здесь мы видим вращение вокруг оси главного момента инерции, которое вроде бы должно стабилизировать ось

Не должно. Если вращение идет вокруг оси с промежуточным главным моментом инерции, то оно не устойчиво.

Вот пример, околоюпитерный зонд Юнона (Juno)

Тут вращение вокруг оси с максимальным главным моментом инерции

[Geen]

Ну как же не должно. Вот пример

Это что бы опровергнуть утверждение достаточно одного примера....

[Змей Петров]

Вроде вращающееся без внешних воздействий тело должно переходить к вращению вокруг одной оси.
Остаётся предположить, что данное тело имеет две равноправные(или почти равноправные оси вращения), а то и три

[Anatoliy]

Вот пример, околоюпитерный зонд Юнона (Juno)

Тут вращение вокруг оси с максимальным главным моментом инерции

Оговорился, забыл добавить максимальность к моменту инерции. Левантовский В.И., Механика космического полёта в элементарном изложении.

Если спутник не обладает системой ориентации, то после вывода на орбиту он совершает сложное вращательное движение типа «кувыркания» под действием аэродинамических, гравитационных, магнитных, радиационных сил. Характер вращения спутника может постепенно изменяться. Например, цилиндрический спутник, получивший в момент отделения от ракеты-носителя вращение вокруг продольной оси, стремится с течением времени начать вращаться вокруг поперечной оси, наподобие пропеллера.

[Ivan7enych]

Пожалуй, с эффектом Джанибекова не всё так просто, хотя моменты инерции и уравнения Эйлера имеют место быть. Вот, например, гифка на основе видеоролика от NASA.

Здесь мы видим вращение вокруг оси главного момента инерции ...

Это НЕ главная ось, а именно 2я, по которой вращение не устойчиво.

[Змей Петров]

Ке́льтский ка́мень — волчок, способный во время вращения в определённую сторону менять направление вращения.
При раскручивании в одну сторону он ведёт себя как обычный волчок, но при раскручивании в противоположную сторону некоторое время вращается с уменьшением угловой скорости и увеличением колебаний, а потом начинает вращаться в обратную сторону.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Кельтский_камень