Simply Red Creative Commons License 2010.09.24 0 0 1808

Nem az erő fordul el 90 fokban, hanem a tengely szabad vége mozdul el az erőre merőleges irányban.

A búgócsiga azért bonyolultabb a biciklikeréknél, mert a gravitációs erő úgy hat rá, mintha a kicsit ferde tengelyét mindig a ferdülése irányában húznánk, vagyis ez az erő körben forog a búgócsiga tengelyével együtt, szemben a biciklikerekes kísérlettel, ahol ez az erő fixen fügőleges irányú (függetlenül attól, hogy a tengely nem teljesen vízszintes).

 

Maradjunk az egyszerűbb biciklikerekes kísérletnél, és próbáljunk rájönni, hogy a tengelye miért vízszintes síkban fog forogni a függőleges irányú erő hatására!

 

Egyszerűsítsük a kerekünket úgy, hogy az abroncsnak csak két, egymással szemközti kis darabját tartsuk meg, természetesen az őket tartő küllőkkel együtt. Érezzük, hogy az így egyszerűsített kerék is ugyanúgy fog viselkedni, mint az eredeti kerék.

Egyszerűsítsük most a gravitációs erőt is: csak akkor kapcsoljuk be egy-egy pillanatra, amikor a két abroncsdarabka a legfelső/legalsó helyzetben van éppen. Ez már talán egy kicsit változtat az eredeti mozgáson, de remélhetően a lényeg megmarad így is. Ez a rövid erőhatás az abroncsdarabokra a merev küllők közvetítésével ugyanúgy hat, mintha a felső és alső darabkát a kerék síkjára merőlegesen egy kicsit megütnénk. Innentől kezdve még tovább egyszerűsíthetünk. Vegyük úgy, mintha ez a két pont egy a középpontja körül bármilyen irányban szabadon forgó, súlytalan merev rúd két végén lenne. Ez másképp megfogalmazva azt jelenti, hogy a két pont egy félrúdhossz-sugarú gömb felületén mozoghat szabadon. Mivel az elrendezés szimmetrikus, elég az egyik pontot vizsgálnunk. Van tehát egy pontunk, ami egy gömb felszínén mozog szabadon, de időnként megütjük. Legyen a szemléletesség kedvéért ez a gömb a Föld. Szaladjon a pontunk a sarkokon keresztül, végig a 0 (180) hosszúsági körön szabadon körbe-körbe. Amikor éppen az Északi sarkon van, lökjük meg egy kicsit a keringési síkjára merőleges irányban, vagyis a 90. hosszúsági kör irányában, vagyis adjunk a meglévő 0 fok irányába mutató sebességvektorához egy a 90 fok irányába mutató sebességet. A két sebesség eredője 0 és 90 fok közti irányú lesz. Legyen mondjuk ez 10 fok. Ekkor van egy golyónk, ami az Északi sarkról a 10. hosszúságú kör irányában indul el szabadon. Ez nyilvánvalóan körbekörbe fog rohangálni a 10 (-170) hosszúsági körön mindaddig, amíg mást nem csinálunk vele. Az  ütésünk tehát egy föggőleges tengely körül fordította el 10 fokkal a golyó keringési síkját. Valami ilyesmi történik a biciklikerékkel is.

Előzmény: elpazarolt tehetség (1789)