Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Precesja a zasada zachowania momentu pędu

Dla zainteresowanych

Jednym ze sposobów zademonstrowania zasady zachowania momentu pędu jest pokazanie różnych aspektów zjawiska precesji. Nie przejmuj się, jeśli jeszcze niewiele wiesz o samym zjawisku. Obejrzyj film, rozpoznaj na czym ono polega - jest bardzo zaskakujące i widowiskowe.

RcZj2KlWfu4tR
Zapoznaj się z audiodeskrypcją filmu.
1
Polecenie 1

Koło rowerowe jednostronnie podparte

Opisz przebieg dwóch pierwszych eksperymentów z kołem rowerowym. Wskaż przyczynę różnicy w zachowaniu się koła. Staraj się użyć w swoim opisie słowa „precesja”, „ruch precesyjny” we właściwym kontekście.
Wskaż także lapsus językowy, który przytrafił się osobie przeprowadzającej i prezentującej eksperyment.

uzupełnij treść
Polecenie 2

Jak wywołać precesję?

Obejrzyj przebieg trzeciego eksperymentu, w którym wirujący bąk, podparty w jednym punkcie, nie przewraca się.

RwI0Jqv32ceCS
Uzupełnij zdania: 1. Gdyby bąk nie wirował, to po zwolnieniu górnego mocowania przewróciłby się / utrzymałby się w pionie.
2. Natomiast utrzymywanie się w pionie wirującego bąka jest przejawem zasady zachowania energii kinetycznej / pędu /momentu pędu.
3. Tuż po rozkręceniu bąka i zwolnieniu górnego mocowania, jego precesja była wyraźnie widoczna / była praktycznie niewidoczna / w ogóle nie występowała.
4. Z tego można wysnuć wniosek, że wirująca bryła o symetrii obrotowej podlega zjawisku precesji zawsze tylko gdy pojawi się krótkotrwały impuls momentu siły tarcia / gdy jest poddana chwilowemu lub ciągłemu działaniu zewnętrznej siły o niezerowym momencie, niezależnie od źródła tej siły
RYE0DjOy4tqvp
Ćwiczenie 1
1. Zjawisko precesji może dotyczyć, do których stosujemy opis punktu materialnego bryły sztywnej zarówno punktu materialnego jak i bryły sztywnej.
2. Ciało, by wykonywać ruch precesyjny, musi mieć niezerową prędkość liniowąprędkość kątową co najmniej jedną z dwóch prędkości, równie dobrze liniową jak kątową.
Można więc przypuszczać, że precesja się w jakiś sposób łączy z zasadą zachowania pędu momentu pędu którejkolwiek z tych dwóch wielkości. 3. Precesja pojawia się zawsze, bez zewnętrznej przyczyny wskutek działania siły tarcia, która nieco zaburza oryginalny ruch ciała wskutek działania siły grawitacji, która nieco zaburza oryginalny ruch ciała wskutek działania dowolnej siły zewnętrznej, która jest zdolna zaburzyć oryginalny ruch ciała.
4. Ruch precesyjny ciała objawia się tym, że wektor pędu wektor momentu pędu ciała zmienia kierunek w stosunku do kierunku oryginalnego, po czym obiega ten oryginalny kierunek. Pozytywka: Potrafisz wyodrębnić z opisu eksperymentu podstawowe cechy zjawiska precesji. Zapoznaj się – we własnym zakresie – z definicją i opisem zjawiska precesji w dowolnym źródle naukowym. Porównaj to ze swoimi wyobrażeniami o tym zjawisku. Negatywka: Przeczytaj ponownie opis eksperymentu. Rozważ wykonanie, w pierwszej kolejności, ostatniego ćwiczenia o precesji osi obrotu Ziemi. Zapewne znajdziesz tam dodatkowe wskazówki co do zjawiska precesji.
1
Polecenie 3

Pstryknij monetę, a precesja się objawi

Znana jest zabawa w pstrykanie monety na poziomej, gładkiej powierzchni.
Weź monetę, możliwie masywną (np. współczesną 5‑złotówkę), postaw ją pionowo na stole i delikatnie przytrzymaj od góry palcem jednej ręki. Palcem wskazującym (lub środkowym) drugiej ręki pstryknij ją w punkt obwodu możliwie odległy od osi obrotu - dzięki temu nadajesz monecie... no właśnie, co? 
Opisz w kilku zdaniach charakterystyczny ruch monety. W swym opisie odpowiedz na zadane pytanie. Wykorzystaj także pojęcia „zasada zachowania momentu pędu” oraz „precesja”.

uzupełnij treść
1
Polecenie 4

Precesja na scenie

Eksperymenty fizyczne mogą inspirować do twórczości artystycznej. Obejrzyj ostatnią część filmu, pozbawioną komentarza, pod kątem uczynienia z niej układu choreograficznego. Zaproponuj komentarz do takiego układu. Wybierz jedną z dwóch wersji (albo wymyśl inną):
- komentarz „artystyczny” - do przedstawienia baletowego „Taniec ze szprychami”;
- komentarz „sportowy” - do zawodów w dyscyplinie „Kolarstwo figurowe i artystyczne”.

uzupełnij treść
1
Polecenie 5

Precesja w astronomii

Ziemia jest często opisywana jako bryła sztywna, co w wielu sytuacjach jest uzasadnione. Wiruje ona w ramach ruchu dobowego, a jej oś obrotu wskazuje na niebie kierunek północ‑południe. Punkty wskazywane na niebie przez oś Ziemi zwane są w astronomii biegunami świata. Przyjmuje się, że Gwiazda Polarna leży w jednym z takich biegunów. 
Wiadomo ponad wszelką wątpliwość, że oś Ziemi wykonuje ruch precesyjny. Ruch ten jest bardzo powolny - w skali ludzkiego życia nie powoduje zauważalnych efektów. 
1. Wyszukaj informację o czasie trwania jednego cyklu tego ruchu. 
2. Wymień przynajmniej jeden skutek tego ruchu, zauważalny na niebie w skali znacznie dłuższej niż życie ludzkie.

uzupełnij treść