Мини-лекции. Новая Полярная звезда

   Кто не был таким вот маленьким ребёнком, этим малолетним бандитом? Как Вы угадали? Правильно, «Дети капитана Гранта»! У Жюль Верна они появились уже более-менее взрослыми, аж в 1864 году. Так причём этот бандит, пытающийся ухватить юлу за вершину... Так уж получается, что наша ЮЛА есть точка от которой мы и будем отталкиваться в своих рассуждениях. Так о чём же я?!

   Твердое тело, вращающееся с большой угловой скоростью вокруг оси полной симметрии (свободной оси), называют ГИРОСКОПОМ. По закону сохранения вектора момента количества движения ГИРОСКОП стремится сохранить направление своей оси вращения неизменным в пространстве и проявляет тем большую устойчивость (т. е. оказывает тем большее сопротивление повороту оси вращения), чем больше его момент инерции и чем больше угловая скорость вращения.

   Когда мы, удерживая на вытянутых руках какое-либо массивное неподвижное тело, сообщаем ему движение, например слева направо, то развиваемая телом сила инерции двигает нас в противоположном направлении. Проявление сил инерции вращающегося ГИРОСКОПА, когда мы поворачиваем его ось вращения, оказывается более сложным и на первый взгляд неожиданным. Так, если мы, удерживая в руках горизонтально направленную ось вращения ГИРОСКОПА, станем один конец оси приподнимать, а другой опускать, т. е. поворачивать ось в вертикальной плоскости, то почувствуем, что ось оказывает давление на руки не в вертикальной, а в горизонтальной плоскости, прижимая одну нашу руку и оттягивая другую!!!

   Если при рассматривании справа вращение ГИРОСКОПА видно происходящим по движению часовой стрелки (т. е. момент количества движения ГИРОСКОПА направлен горизонтально налево), то попытка поднять левый конец оси, опуская вниз правый, вызывает движение левого конца оси в горизонтальной плоскости ОТ НАС, а правого — НА НАС.

   Такая реакция ГИРОСКОПА (так называемый гироскопический эффект) объясняется стремлением ГИРОСКОПА сохранить неизменным свой момент количества движения и притом сохранить его неизменным не только по ВЕЛИЧИНЕ, но и по НАПРАВЛЕНИЮ.

   Движение ГИРОСКОПА под действием приложенной силы (в нашем случае это сила, вызванная вращением Земли) получило название ПРЕЦЕССИИ (от позднелатинского praecessio - движение впереди, предшевствование). Направление ПРЕЦЕССИИ таково, что главная ось ГИРОСКОПА, если смотреть на неё со стороны, откуда кажется, что вращение совершается против часовой стрелки, всегда стремится КРОТЧАЙШИМ путём в направлении к оси НОВОГО вращения.

   Очевидно, силы, линии действия которых проходят через ЦЕНТР подвеса ПРЕЦЕССИИ не вызывают. Её вызывают силы, пытающиеся НАКЛОНИТЬ или ПОВЕРНУТЬ ось вращения ротора вокруг той или иной оси, и продолжается она (ПРЕЦЕССИЯ), пока действуют эти силы.

   Предположим, что ротор гироскопа в виде колеса с тяжёлым ободом вращается вокруг оси OY по направлению стрелки рис.1. Выделим из обода часть D и предположим, что на неё действует сила F. Казалось бы, выделенный из обода кубик должен двигаться в направлении вектора O1A. Однако при вращении колеса на него действует и другая сила - в направлении вектора O1C. Следовательно, результирующее его перемещение будет осуществляться по направлению O1B, что эквивалентно вращению вокруг оси OZ. Это вращение и представляет собой ПРЕЦЕССИЮ, вызванную действием силы F.

   Вот такой, ещё более жизненный пример Вы видите на рис.3а. Это кадр из видео и там пример реакции велосипедного колеса (как ГИРОСКОПА) показанного девушкой. Как видите, за один конец оси привязана верёвка, за которую колесо удерживается от падения. По сути, совместно с земным притяжением девушка как бы пытается повернуть ось в вертикальной плоскости. Колесо же вращаясь в направлении (для нас) по часовой стрелке пытается сопротивляться этому. И начинает поворачиваться вокруг вертикально натянутой верёвки. В смысле по всем ГИРОСКОПИЧЕСКИМ правилам! В плоскости перпендикулярно остальным плоскостям: плоскости вращения колеса и вертикальной плоскости поворота оси. Конечно, лучше увидеть, чем прочитать, но? Я не могу Вам дать адресок... Видео у меня на компьютере сохранено. А оно с Ютюба. Попробуйте через поисковик и может Вам повезёт?! Кстати картинка на рис.2 оттуда же, как и частично та, что на рис.4.

   А, причём здесь Полярная звезда, да ещё и какая-то новая??? Не торопитесь, а то опоздаете! Ну во-первых, Земля вращается на воображаемой оси (крутится, никак не остановится?), во-вторых, ещё и движется вокруг Солнца (надо же как придумано?!) по эллиптической орбите. И, что ещё немаловажно, условная ось Земли НАКЛОНЕНА по отношению к эклиптике (плоскость, в которой Земля совершает своё годовое обращение вокруг Солнца). Как показала практика, если Землю не трогать, то она в пространстве не смотря на движение вокруг Солнца сохраняет направление своей оси в пространстве! А, куда она направлена? Куда, куда? На Полярную звезду (ну, почти)[a Малая Медведица]. Ну, это для жителей Северного полушария, а как же с туземцами Южного полушария? К их сожалению, такой блистющей звёздочки не нашлось... Да есть такая невзрачная, - Сигма Октанта, но с точки зрения практики... Как-то не очень? Уж шибко она малюсенькая!

   Но вернёмся к нашим «баранам»... Что нам даёт наклон оси Земли? Если бы её черти не носили вокруг Солнца, то это стабильный температурный режим в разных частях Земли (ну почти). Но, вращение... Ну, да, в общем виде подставляет к Солнцу попеременно то Северную вершину, то Южную... Отсель и смена времён года и знаменитые БЕЛЫЕ НОЧИ (зимой - чёрные дни!).

   Но на этом приключения Земли-гироскопа не заканчиваются! Во-первых, Земля имеет форму «чемодана», а во вторых, под влиянием Луны и Солнца (куда же деться?) суточные приливные явления... Отчего Земля периодически «беременеет» по экватору рис.2. Далее в разборки вступает Солнце, пытающееся притянуть к себе Землю. А, так как Земля сплюснутая по полюсам и представляет собой огромный гироскоп, то? То результирующая сила притяжения Солнца заставляет Землю (как гироскоп) совершать ПРЕЦЕССИЮ отчего ось земли с гиперзвуковой скоростью описывает конус, рисуя на небе условную окружность рис.3 (жёлтым цветом). Правда рисование полной окружности занимает мало времени всего-то около 26 тысяч лет! На сегодняшний день грифель карандаша Земли находится недалеко от Полярной звезды! Злые языки говорят, что за сто лет наблюдений грифель трошки сместился. Для нас (на рис.3) против часовой стрелки. И вскоре (через 2000-3000 лет) сместится настолько, что появится новая «Полярная звезда» - Y Цефея. Цефей, это созвездие такое. Вот на рис.4 все эти исторические, двухтысячные метки Вы и видите.

   А, нам-то, что с этого? Примерно как говорится, - после нас хоть потоп?! А, если ОПГ с погонялом США, в угаре желания задушить нас и всё захватить и поделить, развяжет ядерную войну, то?.. То выжившие будут очень-очень завидовать мёртвым!!! Но нам уже будет по самому Большому Барабану!!! А, Y Цефея так и будет торчать, равнодушно взирая на то, что (к сожалению) останется от нашей, погрязшей в бесконечных войнах, дебильной, земной цивилизации... Аминь!

   И под занавес! Гироскоп довольно интересная и полезная вещь! Но это уже отдельный разговор и стало быть мини-лекция: http://proza.ru/2018/07/05/444 Если конечно Вам будет интересно?!

   Вот теперь ВСЁ!