Jeden z czytelników od dawna jest zainteresowany kierunkami obrotu punktów podczas obrotu bryły sztywnej. Pokazanie tego w symulacji nie jest szczególnie trudne, dlatego dzisiaj w wolnej chwili zrobiłem taką wizualizacje aby zaspokoić jego ciekawość.
Musimy tu pamiętać że punkt widzenia zależy od punktu odniesienia. Kierunek obrotu zmienia się wraz ze zmianą znaku prędkości kątowej, czyli punkty z prędkością Ω kręcą się przeciwnie do punktów z prędkością -Ω. Niby proste ale jak interpretować sytuacje gdy wektor prędkości kątowej się pochyla pod różnym kątem? Kiedy w takim przypadku dochodzi do zmiany kierunku obrotu? I tu bardzo ważny jest układ odniesienia i oś odniesienia według której będziemy obserwować wektor prędkości kątowej.
Dla uproszczenia wybieram sobie dowolną płaszczyznę XY i obserwując prędkość kątową na osi Y. Prędkość kątowa będzie dodatnia przy nachyleniu do osi Y od -90 stopni po przez 0 do 90 stopni. Prędkość kątowa będzie ujemna przy nachyleniu większym niż 90 stopni po przez 180 aż do 270 stopni.
Czyli to czy prędkość kątowa zmienia swój kierunek czy nie zależy od doboru układu odniesienia. i Tak dla nieinercjalnego układu odniesienia przy efekcie Dzanibekowa dochodzi do zmiany znaku prędkości kątowej na dwóch z trzech osiach głównych bryły sztywnej.
Jednak w układzie inercjalnym maksymalne wychylenie prędkości kątowej do nieruchomego wektora momentu pędu nie może być większe niż 45 stopni. Czyli ciężko mówić o zmianie kierunku obrotu w układzie inercjalnym co można zobaczyć w animacji poniżej
Jest pewna satysfakcja że potrafię odpowiadać na pytania na które nie umieją odpowiedzieć Fizycy. Nie żeby to było dla nich za trudne ale niezachwiana wiara w świętość podręczników nie pozwala im tego zrobić:) W końcu wyznacznikiem prawdy jest podręcznik i nie ma takiego argumentu który tą wiarę mógłby zachwiać. Pozostaje im życzyć miłych snów, ja idę dalej.
