| dbo:abstract
|
- مبرهنة مضرب التنس (بالإنجليزية: Tennis racket theorem)، تعرف أيضًا بمبرهنة المحور الوسطي، هي نتيجة في الميكانيك الكلاسيكي تصف حركة جسم صلد يحتوي على ثلاثة محاور عزم قصور ذاتي أساسية، وتفسر المبرهنة سبب دوران الجسم حول المحورين القصوريين الأول والثالث بشكل مستقر بينهما يكون الدوران غير مستقر عند المحور الثاني (أو المحور الوسطي). يمكن ملاحظة هذا التأثير عند مسك مضرب تنس من مقبضه وجعل وجهه أفقيًا ثم رميه بالهواء يلاحظ أنه بالإضافة لدورانه حول المحور الأفقي ( في الشكل التخطيطي) سيقوب بالإنقلاب حول المحاور الأخرى وعند مسك المقبض في جميع المحاولات تقريبًا سيكون المضرب قد أكمل نصف دورة بحيث يكون الوجه العلوي في البداية نحو الأسفل بعد نزوله، وعلى النقيض من هذا يمكن ملاحظة أن المضرب يدور حول محور قبضته ( في الشكل) دون أن يصاحبه إلتفاف حول محور آخر، وهذا ينطبق على الدوران حول المحور المتعامد مع المقبض ووجه المقبض دون حدوث التأثير أيضًا. يمكن أداء نفس التجربة عمليًا مع أي جسم يملك ثلاثة محاور عزم قصورية مثل كتاب أو جهاز تحكم أو هاتف محمول، سبب حدوث هذا التأثير هو إنحرف محور الدوران بشكل طفيف عن المحور القصوري الثاني للجسم، ولا يعتمد هذا على مقاومة الهواء أو الجاذبية. يشار إلى هذه المبرهنة أيضًا بتأثير جانيبيكوف (Dzhanibekov effect) نسبًة إلى رائد الفضاء السوفييتي الذي يعتقد بأنه أول من لاحظ هذا التأثير عيانيًا أثناء وجوده في الفضاء عام 1985، لكن في الحقيقة وجد أن كتاب فيزياء قبل 150 سنة أشار إلى هذا التأثير. (ar)
- Publicado en 1989 por M. Ashbaugh, C. Chicone, y R. Cushman, el teorema de la raqueta de tenis o teorema del eje intermedio es un resultado en la mecánica clásica que describe el movimiento de un cuerpo rígido con tres momentos de inercia principales diferentes. También se conoce como efecto Dzhanibekov debido al cosmonauta soviético Vladimir Dzhanibekov, quien notó sus efectos durante la misión Soyuz T-13 en 1985. El teorema describe el efecto siguiente: la rotación de un objeto alrededor de su primer y tercer ejes es estable, mientras que la rotación alrededor de su segundo eje principal (o eje intermedio) no lo es. Esto puede ser demostrado con el siguiente experimento : tomar una raqueta de tenis por el mango, con el plano horizontal de la raqueta paralelo al suelo, e intentar girarla en el aire por el eje perpendicular horizontal al mango (e2 en la imagen). En casi todos los casos, la cara realizará media rotación, de modo que ahora la cara que inicialmente estaba hacia el suelo quedará hacia arriba en cuanto se agarre la raqueta nuevamente por el mango. En cambio, es fácil rotar la raqueta sobre el eje del mango sin la rotación adicional alrededor de otro eje; esto es también posible con el eje vertical perpendicular al plano. El experimento puede ser realizado con cualquier objeto que tenga tres momentos diferentes de inercia, como un libro, un móvil o un control remoto. El efecto ocurre siempre que el eje de rotación difiere ligeramente del segundo eje principal del objeto; la resistencia de aire o la gravedad no son necesarias. (es)
- Der Dschanibekow-Effekt, auch Tennisschlägereffekt, ist eine besondere Form des Torkelns eines kräftefrei rotierenden Körpers, die 1985 vom sowjetischen Kosmonauten Wladimir Dschanibekow während eines Raumfluges an einer Flügelmutter beobachtet wurde. Siehe auch nebenstehendes Video, das den Effekt an einem Handgriff zeigt. Grundsätzlich ist seit 1834 bekannt, dass ein frei rotierender Körper mit drei unterschiedlichen Hauptträgheitsmomenten eine stabile Orientierung der Drehachse nur zeigt, wenn er näherungsweise um eine der beiden Hauptträgheitsachsen rotiert, zu denen das größte bzw. das kleinste Trägheitsmoment gehört. Bei Rotation um die dritte, dazu senkrechte Hauptträgheitsachse hingegen entwickelt der Körper aus kleinsten Abweichungen große Torkelbewegungen, wenn der Drehimpulsvektor anfangs nicht exakt mit dieser Hauptträgheitsachse übereinstimmt. Der Drehimpulsvektor selbst bleibt dabei konstant, nicht aber die Richtung der momentanen Drehachse in Bezug auf das körperfeste und das raumfeste Koordinatensystem. Die besonders eigentümliche Art des Torkelns, die Dschanibekow in der Schwerelosigkeit beobachtete, scheint sogar eine wiederholte Umkehr der Drehrichtung einzuschließen (wie im Video zu sehen). Diese Umkehrung gilt aber lediglich in Bezug auf das körperfeste Koordinatensystem, während vom raumfesten System aus gesehen der Drehsinn sich nicht umkehrt. Diese Bewegung wurde 1991 theoretisch begründet. Der Effekt beruht in mathematischer Sicht darauf, dass die betreffende Hauptträgheitsachse auf dem Energieellipsoid nicht wie die anderen beiden Achsen zu einem elliptischen, sondern zu einem hyperbolischen Fixpunkt gehört (genauer: zu einem Sattelpunkt); Näheres siehe Bewegung kräftefreier Kreisel. (de)
- L'effet Djanibekov (en russe : эффект Джанибекова), également connu sous les noms d'expérience de l'écrou de Djanibekov (en russe: гайка Джанибекова) ou théorème de la raquette de tennis (en anglais : tennis racket theorem), décrit l'instabilité d'un solide en rotation en impesanteur. Il est nommé d'après le cosmonaute soviétique Vladimir Djanibekov qui en a fait une démonstration filmée en apesanteur. Il s'agit d'un cas classique mais paradoxal de mouvement à la Poinsot. (fr)
- The tennis racket theorem or intermediate axis theorem is a result in classical mechanics describing the movement of a rigid body with three distinct principal moments of inertia. It is also dubbed the Dzhanibekov effect, after Soviet cosmonaut Vladimir Dzhanibekov who noticed one of the theorem's logical consequences while in space in 1985, although the effect was already known for at least 150 years before that and was included in a book by Louis Poinsot in 1834. The theorem describes the following effect: rotation of an object around its first and third principal axes is stable, while rotation around its second principal axis (or intermediate axis) is not. This can be demonstrated with the following experiment: hold a tennis racket at its handle, with its face being horizontal, and try to throw it in the air so that it will perform a full rotation around the horizontal axis perpendicular to the handle, and try to catch the handle. In almost all cases, during that rotation the face will also have completed a half rotation, so that the other face is now up. By contrast, it is easy to throw the racket so that it will rotate around the handle axis (ê1 in the diagram) without accompanying half-rotation around another axis; it is also possible to make it rotate around the vertical axis perpendicular to the handle (ê3) without any accompanying half-rotation. The experiment can be performed with any object that has three different moments of inertia, for instance with a book, remote control, or smartphone. The effect occurs whenever the axis of rotation differs only slightly from the object's second principal axis; air resistance or gravity are not necessary. (en)
- Il teorema della racchetta da tennis o teorema dell'asse intermedio è un risultato della meccanica classica che descrive il movimento di un corpo rigido con tre diversi momenti principali di inerzia. Viene anche chiamato effetto Džanibekov, per il cosmonauta russo Vladimir Džanibekov che si accorse di una delle conseguenze del teorema nello spazio nel 1985 sebbene l'effetto fosse già noto almeno 150 anni prima ed era ben descritto in testi di meccanica classica coevi e noti a Džanibekov. Un articolo che spiega questo effetto fu pubblicato nel 1991. Il teorema descrive il seguente effetto: la rotazione di un oggetto intorno al suo primo e terzo asse principale è stabile, mentre la rotazione intorno al suo secondo asse (o asse intermedio) non lo è. Ciò può essere dimostrato con il seguente esperimento: si tenga una racchetta da tennis nel suo manico, con la faccia orizzontale; si cerchi di lanciarla in aria in modo tale da farle fare una rotazione completa intorno all'asse orizzontale, perpendicolare al manico, e si cerchi di prendere il manico. In quasi tutti i casi, durante la rotazione, anche la faccia compirà una mezza rotazione, cosicché la faccia inizialmente rivolta verso l'alto, diventa rivolta verso il basso. Per contrasto, è facile lanciare la racchetta facendola ruotare intorno all'asse del manico o all'asse verticale perpendicolare al manico (rispettivamente il terzo asse principale e il primo) senza che avvenga una mezza rotazione aggiuntiva intorno a un altro asse. L'esperimento può essere effettuato con un qualsiasi oggetto dotato di tre momenti di inerzia, ad esempio con un libro, un telecomando, o un cellulare. L'effetto ha luogo quando l'asse di rotazione differisce anche leggermente dal secondo asse principale dell'oggetto; la resistenza dell'aria e la gravità non sono necessarie. (it)
- 古典力学におけるテニスラケットの定理（テニスラケットのていり、英: tennis racket theorem）または中間軸の定理とは、3つの異なった主慣性モーメントを持つ剛体の運動に関する結果の一つである。この定理に基づく現象を1985年に宇宙空間で再発見したロシア人宇宙飛行士ウラジーミル・ジャニベコフにちなんでジャニベコフ効果と呼ばれることもある。ただし、この効果自体は少なくとも150年以上前には知られており、現代の古典力学の教科書にも詳述されているので、ジャニベコフも既に知っていたと思われる。この効果を説明する論文が1991年に出ている。 定理の内容は次の通りである。主慣性モーメントが大きい方から慣性主軸を並べると、『剛体の第1，第3の慣性主軸のまわりの回転は安定しているが、第2の慣性主軸（中間軸）のまわりの回転は不安定である。』 このことは次のような実験で確かめられる。面（ラケットフェイス）を水平にしてテニスラケットのグリップを握り、グリップと垂直・面と平行な軸のまわりに1回転するようにラケットを放り上げ、キャッチする。ほとんどの場合、この回転の間に面もまた半回転し、逆の面が上になる。対照的に、（他の軸のまわりに半回転させることなしに）グリップと平行な軸（第3の軸）のまわりに1回転させることは容易い。（他の軸のまわりに半回転させることなしに）面に垂直な軸（第1の軸）のまわりに1回転させることもまた容易い。 あるいは、スマートフォンを空中に回転させながら放りあげる場合、ピザ回しのように回転させる(第一軸)のと、縦に持ったときに横向きに回転させる(第三軸)のは安定しているが、縦向きに回転させる(第二軸)と横向きにも回転する。 他に本やリモコンなど、3つの異なった主慣性モーメントを持つ物体であれば何を使ってもこの実験はできる。この効果は、回転の軸が第2慣性主軸から大きく乖離していないときにはいつでも起き、空気抵抗や重力とは関係がない。 (ja)
- Теоре́ма промежу́точной оси́, или теоре́ма те́ннисной раке́тки, в классической механике — утверждение о неустойчивости вращения твёрдого тела относительно второй главной оси инерции. Является следствием законов классической механики, описывающих движение твёрдого тела с тремя различными главными моментами инерции. Проявление теоремы при вращении такого тела в невесомости часто называют эффектом Джанибекова в честь советского космонавта Владимира Джанибекова, который заметил это явление 25 июня 1985 года во время миссии по спасению космической станции «Салют-7». Статья, объясняющая это наблюдение, была опубликована в 1991 году. В то же время сама теорема о неустойчивости вращения вокруг промежуточной оси инерции известна давно и доказывается в любом курсе классической механики. Неустойчивость такого вращения часто показывается в лекционных экспериментах. Неустойчивость вращения вокруг промежуточной (средней) оси инерции и устойчивость вращения вокруг двух других осей была впервые обнаружена французским механиком Луи Пуансо в 1834 году и опубликована в его трактате «Новая теория вращения тел». Теорема описывает следующий эффект: вращение объекта относительно главных осей с наибольшим и наименьшим моментами инерции является устойчивым, в то время как вращение вокруг главной оси с промежуточным моментом инерции (откуда и название теорема промежуточной оси) — нет. Джанибеков увидел это с гайкой-барашком: скрутив её в невесомости с длинной шпильки, он заметил, что она пролетает немного, разворачивается на 180°, потом, ещё немного пролетев, опять разворачивается. На Земле этот эффект можно увидеть на таком эксперименте: возьмите за ручку теннисную ракетку и попытайтесь подбросить её в воздух так, чтобы она выполнила полный оборот вокруг оси, проходящей в плоскости ракетки перпендикулярно рукоятке, и поймайте за ручку. Почти во всех случаях ракетка выполнит пол-оборота вдоль продольной оси и будет «смотреть» на вас другой стороной. Если подбрасывать ракетку и закручивать её по другим осям, то ракетка сохранит свою ориентацию после полного оборота. Эксперимент может быть выполнен с любым предметом, который имеет три различных момента инерции, например с книгой или пультом дистанционного управления. Эффект возникает, когда ось вращения немного отличается от второй главной оси предмета; сопротивлением воздуха или гравитацией можно пренебречь. Называть устойчивыми вращения вокруг осей с максимальным и минимальным моментом инерции всё же неправильно, учитывая реальные физические тела. Если существуют какие-либо силы, способные рассеивать энергию вращения, например приливные, тело со временем будет вращаться только вокруг оси с максимальным моментом инерции. Так вращаются все астероиды и планеты, включая Землю. Поэтому спекуляции о возможном повороте оси вращения Земли необоснованны. (ru)
- 网球拍定理或者中间轴定理，又称贾尼别科夫效应（Dzhanibekov Effect）是经典力学中描述自由刚体运动时欧拉方程的解，该刚体可以绕三个不同的主轴旋转，并且三个转动惯量互不相等。因为该现象由俄罗斯宇航员弗拉基米尔·扎尼别科夫于1985年在太空中发现，所以又称作扎尼别科夫效应。 1991年的一篇论文解释了该效应 ，不過此現象在至少 150 年前就已被發現。 该定理所描述的現象為：剛體繞著第一個和第三個主轴轉動時很穩定，但繞居中的主軸轉動時則不穩定。我們可以用下面的实验来解释：握住拍柄使得拍面呈水平，然後將球拍拋至空中，繞著垂直握把的水平軸旋轉，再試著接住球拍。旋轉過程中，拍面自身很可能也會轉了半圈，以致不容易接住。相對而言，如果是繞著握把軸（圖中 ê1）或是與拍面垂直的軸（ê3）旋轉，則可以不造成其他軸旋轉半圈。 事实上，该实验可以用任意有三个不同转动惯量的物体来实现，例如书本或者电视遥控器。只要旋转轴稍微与第二主轴不同，该现象就会发生，不依赖于空气阻力或者重力。 (zh)
- Теорема тенісної ракетки або теорема проміжної осі — результат класичної механіки, що описує рух твердого тіла з трьома різними головними моментами інерції. Вона отримала назву ефект Джанібекова, після того, як радянський космонавт Володимир Джанібеков помітив один з наслідків теореми, перебуваючи в космічному просторі 1985 року хоча сам ефект був відомий принаймні за 150 років до цього і добре описаний в сучасних текстах з класичної механіки, які мали бути відомі Джанібекову. Стаття з поясненням ефекту була опублікована 1991 р. (uk)
|
| rdfs:comment
|
- L'effet Djanibekov (en russe : эффект Джанибекова), également connu sous les noms d'expérience de l'écrou de Djanibekov (en russe: гайка Джанибекова) ou théorème de la raquette de tennis (en anglais : tennis racket theorem), décrit l'instabilité d'un solide en rotation en impesanteur. Il est nommé d'après le cosmonaute soviétique Vladimir Djanibekov qui en a fait une démonstration filmée en apesanteur. Il s'agit d'un cas classique mais paradoxal de mouvement à la Poinsot. (fr)
- 网球拍定理或者中间轴定理，又称贾尼别科夫效应（Dzhanibekov Effect）是经典力学中描述自由刚体运动时欧拉方程的解，该刚体可以绕三个不同的主轴旋转，并且三个转动惯量互不相等。因为该现象由俄罗斯宇航员弗拉基米尔·扎尼别科夫于1985年在太空中发现，所以又称作扎尼别科夫效应。 1991年的一篇论文解释了该效应 ，不過此現象在至少 150 年前就已被發現。 该定理所描述的現象為：剛體繞著第一個和第三個主轴轉動時很穩定，但繞居中的主軸轉動時則不穩定。我們可以用下面的实验来解释：握住拍柄使得拍面呈水平，然後將球拍拋至空中，繞著垂直握把的水平軸旋轉，再試著接住球拍。旋轉過程中，拍面自身很可能也會轉了半圈，以致不容易接住。相對而言，如果是繞著握把軸（圖中 ê1）或是與拍面垂直的軸（ê3）旋轉，則可以不造成其他軸旋轉半圈。 事实上，该实验可以用任意有三个不同转动惯量的物体来实现，例如书本或者电视遥控器。只要旋转轴稍微与第二主轴不同，该现象就会发生，不依赖于空气阻力或者重力。 (zh)
- Теорема тенісної ракетки або теорема проміжної осі — результат класичної механіки, що описує рух твердого тіла з трьома різними головними моментами інерції. Вона отримала назву ефект Джанібекова, після того, як радянський космонавт Володимир Джанібеков помітив один з наслідків теореми, перебуваючи в космічному просторі 1985 року хоча сам ефект був відомий принаймні за 150 років до цього і добре описаний в сучасних текстах з класичної механіки, які мали бути відомі Джанібекову. Стаття з поясненням ефекту була опублікована 1991 р. (uk)
- مبرهنة مضرب التنس (بالإنجليزية: Tennis racket theorem)، تعرف أيضًا بمبرهنة المحور الوسطي، هي نتيجة في الميكانيك الكلاسيكي تصف حركة جسم صلد يحتوي على ثلاثة محاور عزم قصور ذاتي أساسية، وتفسر المبرهنة سبب دوران الجسم حول المحورين القصوريين الأول والثالث بشكل مستقر بينهما يكون الدوران غير مستقر عند المحور الثاني (أو المحور الوسطي). يشار إلى هذه المبرهنة أيضًا بتأثير جانيبيكوف (Dzhanibekov effect) نسبًة إلى رائد الفضاء السوفييتي الذي يعتقد بأنه أول من لاحظ هذا التأثير عيانيًا أثناء وجوده في الفضاء عام 1985، لكن في الحقيقة وجد أن كتاب فيزياء قبل 150 سنة أشار إلى هذا التأثير. (ar)
- Publicado en 1989 por M. Ashbaugh, C. Chicone, y R. Cushman, el teorema de la raqueta de tenis o teorema del eje intermedio es un resultado en la mecánica clásica que describe el movimiento de un cuerpo rígido con tres momentos de inercia principales diferentes. También se conoce como efecto Dzhanibekov debido al cosmonauta soviético Vladimir Dzhanibekov, quien notó sus efectos durante la misión Soyuz T-13 en 1985. (es)
- Der Dschanibekow-Effekt, auch Tennisschlägereffekt, ist eine besondere Form des Torkelns eines kräftefrei rotierenden Körpers, die 1985 vom sowjetischen Kosmonauten Wladimir Dschanibekow während eines Raumfluges an einer Flügelmutter beobachtet wurde. Siehe auch nebenstehendes Video, das den Effekt an einem Handgriff zeigt. (de)
- The tennis racket theorem or intermediate axis theorem is a result in classical mechanics describing the movement of a rigid body with three distinct principal moments of inertia. It is also dubbed the Dzhanibekov effect, after Soviet cosmonaut Vladimir Dzhanibekov who noticed one of the theorem's logical consequences while in space in 1985, although the effect was already known for at least 150 years before that and was included in a book by Louis Poinsot in 1834. (en)
- Il teorema della racchetta da tennis o teorema dell'asse intermedio è un risultato della meccanica classica che descrive il movimento di un corpo rigido con tre diversi momenti principali di inerzia. Viene anche chiamato effetto Džanibekov, per il cosmonauta russo Vladimir Džanibekov che si accorse di una delle conseguenze del teorema nello spazio nel 1985 sebbene l'effetto fosse già noto almeno 150 anni prima ed era ben descritto in testi di meccanica classica coevi e noti a Džanibekov. Un articolo che spiega questo effetto fu pubblicato nel 1991. (it)
- 古典力学におけるテニスラケットの定理（テニスラケットのていり、英: tennis racket theorem）または中間軸の定理とは、3つの異なった主慣性モーメントを持つ剛体の運動に関する結果の一つである。この定理に基づく現象を1985年に宇宙空間で再発見したロシア人宇宙飛行士ウラジーミル・ジャニベコフにちなんでジャニベコフ効果と呼ばれることもある。ただし、この効果自体は少なくとも150年以上前には知られており、現代の古典力学の教科書にも詳述されているので、ジャニベコフも既に知っていたと思われる。この効果を説明する論文が1991年に出ている。 定理の内容は次の通りである。主慣性モーメントが大きい方から慣性主軸を並べると、『剛体の第1，第3の慣性主軸のまわりの回転は安定しているが、第2の慣性主軸（中間軸）のまわりの回転は不安定である。』 あるいは、スマートフォンを空中に回転させながら放りあげる場合、ピザ回しのように回転させる(第一軸)のと、縦に持ったときに横向きに回転させる(第三軸)のは安定しているが、縦向きに回転させる(第二軸)と横向きにも回転する。 他に本やリモコンなど、3つの異なった主慣性モーメントを持つ物体であれば何を使ってもこの実験はできる。この効果は、回転の軸が第2慣性主軸から大きく乖離していないときにはいつでも起き、空気抵抗や重力とは関係がない。 (ja)
- Теоре́ма промежу́точной оси́, или теоре́ма те́ннисной раке́тки, в классической механике — утверждение о неустойчивости вращения твёрдого тела относительно второй главной оси инерции. Является следствием законов классической механики, описывающих движение твёрдого тела с тремя различными главными моментами инерции. Проявление теоремы при вращении такого тела в невесомости часто называют эффектом Джанибекова в честь советского космонавта Владимира Джанибекова, который заметил это явление 25 июня 1985 года во время миссии по спасению космической станции «Салют-7». Статья, объясняющая это наблюдение, была опубликована в 1991 году. В то же время сама теорема о неустойчивости вращения вокруг промежуточной оси инерции известна давно и доказывается в любом курсе классической механики. Неустойчивос (ru)
|
