Tajemniczy efekt Dżanibekowa

W 1985 roku, w trakcie lotu stacji orbitalnej "Salut-7" rosyjski kosmonauta Władimir Dżanibekow zaobserwował niespotykane na Ziemi zjawisko (nazwane od jego nazwiska efektem Dżanibekowa), polegające na tym, że obracające się skrzydełka nakrętki motylkowej ulegały przyśpieszeniom i opóźnieniom -- podobnie jak ciężarek wahadła, który przyśpiesza i hamuje podczas jednego taktu:

Po 10 latach informację o tym odkryciu udostępniono do publicznej wiadomości (odtajniono), gdy naukowcy i eksperci uzgodnili, że nie ma w tym niczego nadzwyczajnego: 

"W odróżnieniu od żyroskopu - prędkość wirowania nakrętki jest stosunkowo niewielka, a to skutkuje brakiem stabilności. Nakrętka wiruje nie tylko względem głównej osi obrotu, ale także obraca się wokół dwóch osi przestrzennych z prędkością o rząd wielkości niższą. W wyniku oddziaływania tych niewielkich ruchów stopniowo w czasie zmienia się nachylenia osi głównej obrotu (wzmacnianie precesji) i gdy kąt nachylenia osiągnie wartość krytyczną to następuje salto (jak wahadło, zmieniając kierunek drgań)."

Ta niestabilność jest sama w sobie ciekawa, dlatego warto jej się bliżej przyglądnąć. Tak wygląda nakrętka motylkowa:

A to widok w rzutach:

Cięcie płaszczyznami ułatwia wyznaczenie osi głównej i osi kartezjańskich:

a wszystkie 3 osie przechodzą przez środek masy:

Nakrętka może wirować wokół każdej z 3 osi niezależnie:

A pytanie do następnej notki to:

Czy na pewno po rozkręceniu nakrętki wokół pojedynczej osi, nie będzie ona zmieniać położenia przestrzennego?

Edward Robak* z Nowej Huty   ۞   Technik Elektronik :)