Zotrvačnosť

Exponát objasňuje princíp a prejavy zotrvačnosti, vysvetľuje princíp fungovania gyroskopu. Skladá sa z častí: „Živý gyroskop“ a „Kreslenie vĺčikom“.

Zotrvačnosť je vlastnosť všetkých telies zotrvať vo svojom pohybovom stave (v pokoji alebo priamočiarom rovnomernom pohybe), pokiaľ naň nepôsobia vonkajšie sily. Túto vlastnosť popisuje Zákon zotrvačnosti (prvý Newtonov zákon), ktorý je jedným zo základných zákonov fyziky. Tri základné zákony mechaniky publikoval Isaac Newton v diele Philosophiae naturalis principia mathematica v r. 1687 a tvoria axiomatický základ Newtonovej mechaniky.

Princíp:

Živý gyroskop – Gyroskop je zariadenie na meranie, alebo udržiavanie rovnakej rovnováhy. Prístroj využíva zákon zachovania momentu hybnosti. Hlavnou súčasťou gyroskopu je zotrvačník diskového tvaru, ktorý je upevnený na oske upevnenej na otočných kĺboch vo vonkajšom ráme. Teleso zotrvačníka je po roztočení ťažké vychýliť zo svojho smeru, vďaka zákonu zachovania momentu hybnosti je potrebné na jeho manipuláciu vynaložiť značnú silu.

Kreslenie vĺčikom – Pohyb roztočeného zotrvačníka určuje rovnováha gravitačnej a odstredivej sily. Pokiaľ rotuje, vĺčik zotrvá vo vzpriamenej polohe a nepreklopí sa na stranu. Počas tejto doby je možné pozorovať precesiu – dlhodobý krúživý pohyb osi vĺčika okolo kolmice a nutáciu – mierny nepravidelný pohyb osi rotácie.

Postup:

Živý gyroskop – Manipulujte otočnou časťou za pomoci úchytov, vychýlite tak roztočený zotrvačník. Na zmenu polohy zotrvačníka je potrebné vynaložiť silu.

Kreslenie vĺčikom – Nad vrstvou magnetického piesku uveďte do pohybu “vĺčik“ s magnetickým hrotom, ktorý vykresľuje jeho dráhu.

OBLASŤ: Matematika a základné fyzikálne javy

PRIEMYSELNÉ VYUŽITIE: Praktické využitie gyroskopu je veľmi široké (stabilita lodí, lietadiel, Hubblov teleskop, inteligentné auto, tablety atď.

MOŽNOSŤ ŠTÚDIA:

Stredné školy:
Stredná odborná škola elektrotechnická, Bratislava
Stredná odborná škola technická, Košice
Vysoké školy:
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK
Strojnícka fakulta STU
Strojnícka fakulta TUKE
Elektrotechnická fakulta, UNIZA, Žilina