Ki forgat kit? - Giroszkópos csuklóerősítő

Kísérlethez szükséges eszközök felsorolása:

A kísérlet menete

1. Tibor az űrállomáshoz rögzíti magát és felpörgeti a csuklóerősítőt. Ezután a rögzítést megszünteti. Ügyel arra, hogy eközben a legkisebb maradjon a forgása és a mozgása (a lehetőségekhez mérten). Szerencsés lenne, ha teljesen nyugalomban kezdené megállítani az ujjával a felpörgetett forgórészt. Valamint olyan testhelyzetet vesz fel, amelyben a tehetetlenségi nyomatéka a legkisebb. A megállítás során a forgórész perdülete átadódik a teljes rendszernek, az eszköz és a Tibor testének. Ebből a megfigyelő azt látja, hogy a Tibor, kezében az eszközzel elkezd lassan forogni. 


2. Itt is úgy kezdődik a kísérlet, hogy nem forog és nem mozog Tibor teste (a lehetőségekhez mérten), nincs az űrállomáshoz rögzítve és próbálja felpörgeti a csuklóerősítőt. Ha nem sikerül, amire nagy az esély, akkor a kísérlet itt véget ér. Ha sikerül felpörgetni, akkor a forgórész perdülete és a Tibor testének perdülete egyenlő nagyságú ellentétes irányú lesz. A forgórész kis tehetetlenségi nyomatéka miatt nagy lesz a fordulatszáma. Tibor teste nagy tehetetlenségi nyomatéka miatt ő ellenkező irányba lassan fog forogni. Ha ezt látjuk, akkor a zárt rendszerre igazoltuk a perdület megmaradást. Ezt lehet fokozni azzal, hogy a kísérlet végén megállítja a forgórészt, és megfigyelhetjük, hogy ettől megállt az ő testének forgása is!

A kísérlet tudományos háttere

Az űrállomáson az eszköz a giroszkópos csuklóerősítő másképpen fog viselkedni az indítása során. A forgórésze jól csapágyazott, precíz golyóscsapágy van a tengelyének mindkét végén. A másik erre merőleges tengely körüli forgás szándékosan siklócsapágy, amely a Földön meglehetősen nagy nyomaték hatására fordul el. Nem csak a súrlódási együttható, hanem a forgórész súlya is kell ehhez. Az űrállomáson mint tudjuk súlytalanság van. Ezért az indítás sokkal nehezebben fog menni a számításaim szerint. Ha már elér egy egy fordulatszámot, akkor már nem a súlya, hanem a perdületváltoztatás, amit a csukló ereje biztosít fog számítani. Előfordulhat, hogy az indítás nem fog sikerülni! Ez a súlytalanságot igazolja!