Своєрідний дзига Томсона. Наукові іграшки. Цікаві дзиги. Досліди, конкурси, виготовлення Ці молекули через свою симетричність не мають, і обертання саме по собі не призводить до змін дипольного моменту, тому обертальний спектр для них
ЗАГАДКИ ЗВИЧАЙНОГО ВОВЧКА
Дзига - це нехитра на вигляд іграшка, якою розважалися діти всіх часів і народів. Але вона має цілу низку дивовижних і на перший погляд незрозумілих властивостей!
Ж.Б.Шарден. Хлопчик з дзиґою. 18 століття.
Крім звичайного дзиги існує ще його ускладнений варіант - дзиґа, яка має механізм для розкручування.
"Поведінка дзиги в вищого ступеняДивно ! Якщо він не крутиться, то відразу перекидається, і його не втримати в рівновазі на кінчику. Але це зовсім інший предмет, коли він крутиться: він не тільки не падає, але і виявляє опір, коли його штовхають, і навіть приймає все більш і більш вертикальне положення. вчений Дж. Перрі.
Японські дзиги
Вовчки були привезені до Японії з Китаю та Кореї близько 1200 років тому. Дзига становить одну з найулюбленіших ігор в Японії. Деякі зроблені дуже майстерно: вони спускаються з гори,танцюють на канаті, розлітаються в шматки, які продовжують крутитися.
Нині у Японії налічується близько тисячі різних видівдзиґів, форми яких можуть бути найрізноманітнішими - від звичайних дзиґарів до виробів складної, химерної форми. Їхні розміри коливаються від 0,5 мм до 90 см.
Різновиди
- Кубар- російський варіант дзиги тромпо.
- Левітрон- на магнітній подушці.
Також існують різновиди дзиґів, що запускаються за допомогою рукоятки та мотузки, їх форми та розміри різноманітні. 
Іграшки з використанням дзиги
Існує гра, що нагадує більярд, звана тірольською рулеткою, в якій дзига, що знаходиться в тарілкоподібній формі, розкидає кульки в різні боки. Ці кульки можуть потрапляти в лунки, кожна з яких означає певну кількістьочок для нарахування гравцю.
В образотворчому мистецтві
У кіно та інших видах діяльності людини
- Вовчок (2009) - російський художній фільм, психологічна драма Василя Сигарєва
- Початок – художній фільм 2010 року, США.
- Що? Де? Коли? - інтелектуальна телепередача, в якій питання для знавців вибирає дзига зі стрілкою-покажчиком.
Див. також
Напишіть відгук про статтю "Дзиґа (іграшка)"
Примітки
Посилання
Уривок, що характеризує Вовчок (іграшка)
— Дуже, кажуть, погані їхні справи, — сказала Жюлі. - І він так безглуздий - сам граф. Розумовські хотіли купити його будинок та підмосковну, і все це тягнеться. Він цінується.- Ні, здається, днями відбудеться продаж, - сказав хтось. - Хоча тепер і шалено купувати що-небудь у Москві.
- Від чого? – сказала Жюлі. – Невже ви вважаєте, що є небезпека для Москви?
- Чому ж ви їдете?
– Я? Ось дивно. Я їду, тому ... ну тому, що всі їдуть, і потім я не Іоанна д Арк і не амазонка.
- Ну, так, так, дайте мені ще ганчірочок.
- Якщо він зможе повести справи, він може заплатити всі борги, - продовжував ополченець для Ростова.
- Добрий старий, але дуже pauvre sire [поганий]. І навіщо вони мешкають тут так довго? Вони давно хотіли їхати до села. Наталі, здається, здорова тепер? - хитро посміхаючись, спитала Жюлі у П'єра.
— Вони чекають на меншого сина, — сказав П'єр. – Він вступив до козаків Оболенського і поїхав до Білої Церкви. Там формується полк. А тепер вони перевели його до мого полку і чекають щодня. Граф давно хотів їхати, але графиня нізащо не згодна виїхати з Москви, доки не приїде син.
- Я їх третього дня бачила у Архарових. Наталі знову погарнішала і повеселішала. Вона співала один романс. Як все легко минає у деяких людей!
– Що відбувається? – невдоволено спитав П'єр. Жюлі посміхнулася.
– Ви знаєте, графе, що такі лицарі, як ви, бувають лише у романах madame Suza.
- Який лицар? Від чого? - червоніючи, спитав П'єр.
- Ну, повноті, милий графе, я можу казати, що я можу. [це вся Москва знає. Справді, я вам дивуюсь.]
– Штраф! Штраф! – сказав ополченець.
- Ну добре. Не можна говорити, як нудно!
— Що в мене знає вся Москва? — підводячись, сказав сердито П'єр.
- Повноті, граф. Ви знаєте!
- Нічого не знаю, - сказав П'єр.
– Я знаю, що ви дружні були з Наталі, і тому… Ні, я завжди дружніша з Вірою. Cette chere Vera! [Ця мила Віра!]
- Non, madame, [Ні, пані.] - продовжував П'єр невдоволеним тоном. - Я зовсім не взяв на себе роль лицаря Ростової, і я вже майже місяць не був у них. Але я не розумію жорстокості.
- Qui s'excuse - s'accuse, - усміхаючись і махаючи корпією, говорила Жюлі і, щоб за нею залишилося останнє слово, зараз же змінила розмову. – Як, я сьогодні дізналася: бідна Марі Волконська приїхала вчора до Москви. Ви чули, чи вона втратила батька?
– Невже! Де вона? Я дуже хотів би побачити її, - сказав П'єр.
- Я вчора провела з нею вечір. Вона нині чи завтра вранці їде до підмосковної з племінником.
- Ну, що вона, як? – сказав П'єр.
- Нічого, сумна. Але чи знаєте, хто її врятував? Це цілий роман. Nicolas Ростов. Її оточили, хотіли вбити, поранили її людей. Він кинувся і врятував її.
– Ще роман, – сказав ополченець. - Рішуче це спільна втеча зроблено, щоб усі старі наречені йшли заміж. Catiche – одна, княжна Болконська – інша.
- Ви знаєте, що я дійсно думаю, що вона un petit peu amoureuse du jeune homme. [трохи закохана в молоду людину.]
– Штраф! Штраф! Штраф!
- Але як же це російською сказати?
Коли П'єр повернувся додому, йому подали дві принесені цього дня афіші Растопчина.
У першій йшлося про те, що чутка, ніби графом Растопчиним заборонено виїзд із Москви, – несправедливий і що, навпаки, граф Растопчин радий, що з Москви виїжджають пані та купецькі дружини. «Менше страху, менше новин, – говорилося в афіші, – але я життям відповідаю, що лиходій у Москві не буде». Ці слова вперше ясно виявили П'єру, що французи будуть у Москві. У другій афіші говорилося, що головна квартира наша у Вязьмі, що граф Вітгснштейн переміг французів, але оскільки багато жителів бажають озброїтися, то для них є приготована в арсеналі зброя: шаблі, пістолети, рушниці, які жителі можуть отримувати за дешевою ціною. Тон афіш був уже не такий жартівливий, як у колишніх чигиринських розмовах. П'єр замислився над цими афішами. Очевидно, та страшна грозова хмара, яку він закликав усіма силами своєї душі і яка водночас збуджувала в ньому мимовільний жах, очевидно, ця хмара наближалася.
відповідно від одиниць до сотень см-1 (h-постійна Планка, з-швидкість світла). Чисто обертальні спектри КР спостерігаються при опроміненні молекул видимим або ультрафіолетовим випромінюванням з частотою v0; відповідні різниці хвильових чисел, що відлічуються від лінії релеєвського розсіювання, мають ті ж значення, що і хвильові числа в чисто обертальних спектрах ІЧ та мікрохвильового діапазонів. При зміні електронного та коливального станів молекул завжди змінюються і обертальні стани, що призводить до появи так званої обертальної структури електронних та коливальних спектрів в УФ-, ІЧ-областях та в коливально-обертальних спектрах КР.
Для наближеного опису обертального руху молекули можна прийняти модель жорстко пов'язаних точкових мас, тобто. атомних ядер, розміри яких мізерно малі проти самої молекулою. Масу електронів можна знехтувати. У класичній механіці обертання жорсткого тіла характеризується головними моментами інерції IА, IB, IC щодо трьох взаємно перпендикулярних головних осей, що перетинаються у центрі мас. Кожен момент інерції, де mi-точкова маса, ri-її відстань від осі обертання.
Повний момент кількості руху G пов'язаний із проекціями моменту на головні осі співвідношенням:
Енергія обертання Євр, що є кінетичною енергією (Твр), загальному випадкувиражається через проекції повного моментукількості руху та головні моменти інерції співвідношенням:
Згідно з квантовомеханічними уявленнями, момент кількості руху молекули може набувати лише певних дискретних значень. Умови квантування мають вигляд:
де Gz - проекція моменту деяку виділену вісь z; J = 0, 1, 2, 3, ... - обертальне квантове число; К - квантове число, яке приймає при кожному J(2J + 1) значень: 0, ± 1, ±2, ±3, ... ±J.
Вирази для Євр різні для чотирьох основних типів молекул:
1) лінійних, наприклад, О-З-О, Н=З N, Н-З-Н; окремий випадок- Двоатомні молекули, наприклад N2, HC1;
2) молекул типу сферичного дзиги, наприклад, СС14, SF6;
3) молекул типу симетричного дзиги, напр. NH3, СН3С1, С6Н6; 4) молекул типу асиметричного дзиги, наприклад, Н2О, СН2С12.
4.1 Типи обертальних спектрів
Лінійні молекули. Для них Євр = G2/2IB, тому що в цьому випадку один з головних моментів інерції дорівнює нулю, а два інших - для обертання щодо осей, перпендикулярних до осі молекули, - рівні між собою (позначаються IB). Такі молекули описуються моделлю, так званої жорсткого ротатора - матеріальної точки з масою т, що обертається
по колу радіуса r. У квантовомеханічному описі, де F(J) = Eвp/hc (см -1) - обертальний терм,
В - обертальна молекулярна стала. В окремому випадку двоатомної молекули
де r-відстань між атомними ядрами з масами m1 і m2 = m1m2/(m1 + m2) - наведена маса. Зазвичай молекули характеризують рівноважними значеннями параметрів r (позначають rе IB і В, відповідних мінімуму потенційної енергії; на практиці з обертальних спектрів визначають параметри, які трохи відрізняються від рівноважних. На рис. 5 показана система обертальних термів двоатомної молекули.
Якщо лінійна молекула полярна, тобто. має відмінний від нуля електричний дипольний момент (наприклад, НС1, HCN), можливі переходи між сусідніми термами, для яких = 1. Мікрохвильові обертальні спектри лінійних молекул (малюнки 8а і 9) являють собою серію приблизно рівновіддалених ліній; загальний вираз їх хвильових чисел при зазначеному правилі відбору має вид:
Спектри КР утворені переходами, котрим = 2 (рисунок 8 б). В цьому випадку
- = В (4J + 6), (25)
причому J, як і у разі спектрів поглинання, відноситься до нижнього з двох рівнів, між якими відбувається перехід. Такі спектри характерні як полярних, так неполярних молекул. Таким чином, по відстані між лініями обертальних спектрів, що дорівнює в спектрах поглинання 2В, а в спектрах КР - 4В, визначають, IB і обертальні терми. Для двоатомних молекул із значень IB знаходять міжядерну відстань. У разі багатоатомних молекул визначення всіх міжядерних відстаней досліджують обертальні спектри ізотопних різновидів молекули. У цьому хорошому наближенні вважається, що з ізотопному заміщенні змінюються лише маси ядер і, отже, значення IB і У, а між'ядерні відстані залишаються незмінними.
Рисунок 8 - Обертальні терми двоатомної молекули, а також схеми утворення чисто обертальних спектрів поглинання (а) та спектрів КР (б)
Малюнок 9 - Обертальний спектр поглинання молекули НСl. Над піками зазначено відповідне квантове число рівня J, з якого відбувається перехід.
Реальні молекули є жорсткими системами, за її обертанні відбувається, зокрема, відцентрове спотворення структури. Інтенсивність ліній обертальних спектрів визначається ймовірністю квантових переходів (залежить від хвильових функцій станів та операторів електричних моментів) та заселеністю станів, тобто. часткою NJ молекул, що у цьому стані, щодо загальної кількості молекул N0. Якщо при розгляді хвильових функцій станів враховувати вплив спинів ядер, то можна пояснити особливості обертальних спектрів КР центросиметричних лінійних молекул (Н2, О2, СО2). Якщо ядерний спин дорівнює нулю, кожен другий обертальний рівень може бути заселений, наприклад, у молекули О2 - кожен рівень з парним J, й у спектрі немає половини (через одну) ліній. При ядерному спині, що не дорівнює нулю, спостерігається чергування інтенсивностей ліній спектрів КР. Наприклад, у разі Н2 (спин протона дорівнює 1/2) відношення інтенсивностей "парних" ліній до "непарних" дорівнює 1:3, що відповідає співвідношенню пара-і орто-модифікацій Н2.
Молекули типу сферичного дзиги. У таких молекулах всі основні моменти інерції однакові (позначаються IB); вирази для Евр у класичній теорії та в квантово-механічному описі такі ж, як для лінійних молекул. Однак чисто обертальних спектрів у молекул такого типу немає, оскільки вони ізотропні (мають сфероїд поляризуемості) і не мають дипольного моменту. У разі переходи між обертальними термами заборонені як і спектрах поглинання, і у спектрах КР. Однак відповідні молекулярні параметри можна отримувати, вивчаючи обертальну структуру коливальних та електронних спектрів речовин у газовій фазі.
Молекули типу симетричного дзиги. У таких молекулах один головний момент інерції відрізняється від двох інших, що рівні між собою: (граничний окремий випадок - лінійні молекули). Вираз для обертального терму має вигляд:
де обертальна стала.
Розрізняють витягнутий симетричний дзига, коли IА< IB = IC, и сплюснутый, когда IA >IB = IC У першому випадку (А - В) > О, тобто при даному J зі зростанням абсолютного значення Квит енергія рівнів зростає, а в другому випадку (А - В)< О и энергия с ростом K2 уменьшается. Поскольку по правилам отбора для таких молекул переходы возможны только без изменения квантового числа К, то из вращательных спектров определяется лишь одна вращательная постоянная В и момент инерции IB = IC, а для определения IA и геометрических параметров необходимы дополнительные данные, например, по изотопно-замещенным молекулам.
Молекули типу асиметричного дзиги. У цьому випадку всі моменти інерції різні, точного аналітичного виразу для обертального терму як функції квантових чисел немає, а система енергетичних рівнів може бути представлена як щось проміжне між випадками витягнутого та сплюсненого симетричних дзиґ. Складність системи рівнів і правил відбору призводить і до ускладнення спостережуваних обертальних спектрів. Тим не менш, для ряду молекул аналізованого типу, наприклад, SO2, CH2C12, етиленоксиду та інших, проведено повний аналіз обертальних спектрів та визначено довжини зв'язків та валентні кути.
4.2 Значення та застосування
Обертальні спектри високо індивідуальні, що дозволяє за кількома лініями ототожнювати конкретні молекули (конформації, ізотопні різновиди тощо). Саме за обертальними спектрами відкрито існування вільних молекул у міжзоряному просторі. За тонкою структурою обертальних спектрів, викликаної коливально-обертальними взаємодіями, можна визначати потенційні функції внутрішнього обертання, інверсійного та інших типів внутрішньомолекулярних рухів з великими амплітудами. Сучасна техніка (подвійний оптико-мікрохвильовий резонанс з використанням лазерів) дозволяє спостерігати суто обертальні переходи у високозбуджених (електронних та коливальних) станах молекул, тобто. вивчати по обертальним спектрам властивості молекул у цих станах. Дослідження параметрів спектральних ліній (поширення, зсув частоти) дає відомості про міжмолекулярні взаємодії.
При накладенні зовнішнього електричного або магнітного полявідбувається розщеплення обертальних рівнів енергії молекул; відповідно ускладнюються правила відбору та обертальних спектрів. З'являється можливість отримання додаткової інформації, зокрема про електричні дипольні та квадрупольні моменти, магнітні моменти та анізотропію магнітної сприйнятливості молекул. Обертальні спектри парамагнітних молекул можна спостерігати вибірково в суміші з іншими молекулами.
Визначаються з обертальних спектрів молекулярні постійні дозволяють знайти обертальну суму (суму за станами) Qвр - одну з головних складових повної суми за станами, яка необхідна розрахунку термодинамічних функцій речовин і констант рівноваги хімічних реакцій в газовій фазі.
Спектрометри високого дозволудозволяють вимірювати дуже тонкі розщеплення обертальних спектрів молекул та визначати молекулярні параметри з високою точністю. Так, довжини зв'язків знаходять за обертальними спектрами з точністю до тисячних часток нм, валентні кути - до десятих градусів. Мікрохвильова спектроскопія поряд із газовою електронографією – основний метод вивчення геометрії молекул. Все ширше застосовується для цього також лазерна КР-спектроскопія і Фур'є-спектроскопія.
5 ВИДИ ВОВЧКІВ
В якості молекулярної моделі виберемо систему зв'язаних між собою частинок (ефективних атомів) Ці частинки являють собою точкові маси, пов'язані невагомими пружинами, і повинні мати певні електричні властивості, наприклад повинні нести деякий заряд, поляризуватися під дією зовнішнього електричного поля, мати ядерний спин. тоді вся система частинок (молекула) могла б мати постійний чи придбати під впливом поля змінний дипольний момент. Такі частки ми умовно називатимемо «атомами».
Для спрощення завдання розглянемо обертання окремо від вагань. Крім того, обертову молекулу вважатимемо жорстким тілом, тобто таким тілом, в якому відстані між атомами не змінюються. Це означає, що пружини, що зв'язують між собою всі точкові маси, вважатимемо жорсткими, що не допускають зміну відстані між атомами. Отже, потенційну енергію системи можна прийняти рівною нулю. Це і є модель жорсткого ротатора.
Обертання тривимірного тіла може бути дуже складним, і його зручно розкласти на складові за трьома взаємно перпендикулярними напрямками, що проходять через центр тяжіння. - Головним осям обертання. Відповідно до цього тіло володіє трьома головними моментами інерції, по одному щодо кожної осі, що позначаються як Відповідно до цього всі молекули можна розділити на групи, що рівносильно класифікації молекул за формою.
Лінійні дзиги. Всі атоми в таких молекулах розташовані вздовж прямої, наприклад, молекула НCl або OCS:
Три напрями обертання можуть бути обрані наступним чином: а - навколо напрямку зв'язку, b - обертання кінців молекули в площині листа, - обертання кінців молекули перпендикулярно цій площині. Очевидно, що щодо осі а момент дуже малий, тобто.
Симетричний дзиги. Розглянемо молекулу типу метилфториду, у якій три атоми водню тетраедрично пов'язані з атомом вуглецю. Обертання кінців молекули в площині сторінки та перпендикулярно їй ідентичні та Моментом інерції щодо напрямку зв'язку C-F(яке обрано за головну вісь обертання, тому що на ній розташований центр тяжіння) в даному випадку знехтувати не можна через вклад від обертання трьох атомів водню, розташованих поза цією віссю. Молота, що обертається навколо цієї осі, схожа на дзига, звідки і походить ця назва. Отже, для симетричного дзиги
До цієї групи входять дві підгрупи:
Це витягнутий симетричний дзига,
Це сплюснутий симетричний дзига.
Сферичні дзиги. Якщо всі три моменти інерції молекули рівні, то вона відноситься до сферичних дзиги, наприклад, тетраедрическая молекула метану. .
Ці молекули через свою симетричність не мають, і обертання саме собою не призводить до змін дипольного моменту, тому обертальний спектр їм немає.
Асиметричні дзиги. У таких молекул різні всі три моменти інерції:
Простий приклад - молекула води.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ЛІТЕРАТУРИ
1. «Атомна та молекулярна спектроскопія» М., Єльяшевич 1969
2. «Електронні спектри в органічній хімії» 2 видавництва, Свердлова О.В., 1985 р.
3. «Коливальні спектри багатоатомних молекул» М., Свердлов Л. М., Ковнер М. А., Крайнєв Є. П., 1970
4. «Коливання молекул» 2 видавництва, М. Ю. А. Пептін, 1972 р.
5. «Коливальні та обертальні спектри багатоатомних молекул» пров. з англ., М., Ю. А. Пентін, 1949р.
6. http://www.femto.com.ua/ articles/part_1/2342.html
Короткий опис
Молекула - мікрочастка, утворена з двох або більшої кількості атомів і здатна до самостійного існування. Має постійний склад атомних ядер, що входять до неї, і фіксоване число електронів і має сукупність властивостей, що дозволяють відрізняти одну молекулу від інших, у тому числі від молекул того ж складу. Молекула як система, що складається з електронів і ядер, що взаємодіють, може перебувати в різних станах і переходити з одного стану в інший вимушено (під впливом зовнішніх впливів) або мимоволі.
Теорія коливань та обертання багатоатомних молекул виходить із розгляду енергії коливань та обертання молекули, як однієї з частин повної енергії молекули.
Зміст
Вступ 3
1 Місце обертання в енергетиці видів руху молекул 5
1.1 Молекулярні спектри 5
2 Електронні спектри 8
2.1 Класифікація електронних станів
2.2 Правила відбору 10
2.3 Коливальна структура електронних спектрів 11
2.4 Спектри поглинання 12
2.5 Спектри випромінювання 14
2.6 Застосування електронних спектрів 14
2.7 Коливальна структура електронних спектрів 15
2.8 Обертова структура електронних спектрів 19
3 Коливальні спектри 21
3.1 Інтерпретація та застосування 24
3.2 Обертальна структура коливальних спектрів 26
4 Обертальні спектри 28
4.1 Типи обертальних спектрів 29
4.2 Значення та застосування 33
5 Види дзиги 35
Список використаних джерел літератури
Напевно, кожен з нас у дитинстві мав іграшку дзиґа. Як цікаво було спостерігати за її обертанням! І дуже хотілося зрозуміти, чому нерухома дзиґа не може стояти вертикально, а коли її запускаєш, вона починає обертатися і не падає, зберігаючи стійкість на одній опорі.
Хоча дзиґа – лише іграшка, вона привернула пильну увагу фізиків. Юла є одним із видів тіла, яке у фізиці називається дзиґою. Як іграшка, найчастіше вона має конструкцію, що складається з двох напівконусів, з'єднаних разом, центром яких проходить вісь. Але дзига може мати й іншу форму. Наприклад, шестерня годинникового механізму теж є дзиґою, як і гіроскоп - насаджений на стрижень масивний диск. Найпростіший дзига складається з диска, в центр якого вставлена вісь.
Ніщо не може змусити дзига зберігати вертикальне положення, коли він нерухомий. Але варто лише розкрутити його, як він міцно стоятиме на гострому кінці. І що швидше швидкість його обертання, то стійкіше його становище.
Чому не падає дзига, що обертається
Натиснути на картинку
Відповідно до закону інерції, відкритому Ньютоном, всі тіла, що перебувають у русі, прагнуть зберегти напрямок руху і величину швидкості. Відповідно, підпорядковується цьому закону і дзига, що обертається. Сила інерції перешкоджає падінню дзиги, намагаючись зберегти первісний характер руху. Звичайно, сила тяжіння намагається звалити дзигу, але чим швидше він обертається, тим важче подолати силу інерції.
Прецесія дзиги
Натиснемо дзиґа, що обертається проти годинникової стрілки в напрямку, показаному на малюнку. Під впливом прикладеної сили він нахилиться вліво. Точка А при цьому рухається вниз, а точка нагору. Обидві точки згідно із законом інерції чинитимуть опір поштовху, намагаючись повернутися у вихідне становище. В результаті виникне прецесійна сила, спрямована перпендикулярно до напрямку поштовху. Дзига відверне вліво під кутом 90 про по відношенню до прикладеної до нього сили. Якби обертання відбувалося за годинниковою стрілкою, він відвернув би вправо під таким самим кутом.
Якби дзига не обертався, то під дією сили тяжіння він відразу впав би на поверхню, на якій він знаходиться. Але, обертаючись, він не падає, а аналогічно іншим тілам, що обертаються, отримує момент кількості руху (кутовий момент). Величина цього моменту залежить від маси дзиги і швидкості обертання. Виникає обертова сила, яка змушує вісь дзиги при обертанні зберігати кут нахилу щодо вертикалі.
Згодом швидкість обертання дзиги знижується, і його рух починає сповільнюватися. Верхня його точка поступово відхиляється від початкового становища убік. Її рух проходить по спіралі, що розходиться. Це і є прецесія осі дзиги.
Ефект прецесії можна спостерігати, якщо, не чекаючи уповільнення його обертання, просто штовхнути дзига, т. е. докласти щодо нього зовнішню силу. Момент прикладеної сили змінює напрям моменту імпульсу осі дзиги.
Експериментально підтверджено, що швидкість зміни моменту імпульсу тіла, що обертається, прямо пропорційна величині прикладеного до тіла моменту сили .
Гіроскоп
Натиснути на картинку
Якщо спробувати штовхнути дзига, що обертається, він хитнеться і знову прийме вертикальне положення. Більше того, якщо його підкинути, то його вісь все одно збереже свій напрямок. Ця властивість дзиги використовується в техніці.
Перш ніж людство придумало гіроскоп, воно застосовувало різні способиорієнтації у просторі. Це були виска та рівень, в основу роботи яких було покладено гравітацію. Пізніше винайшли компас, який використовував магнетизм Землі, та астролябію, принцип роботи якої ґрунтується на розташуванні зірок. Але у складних умовах ці прилади не завжди могли працювати.
Робота гіроскопа, винайденого на початку XIX століття німецьким астрономом та математиком Йоганном Боненбергером, не залежала від поганої погоди, трясіння, качки чи електромагнітних перешкод. Цей прилад був важким металевим диском, через центр якого проходила вісь. Вся ця конструкція полягала у кільце. Але вона мала один істотний недолік - її робота швидко уповільнювалася через сили тертя.
У другій половині XIX століття для розгону та підтримки роботи гіроскопа було запропоновано використати електродвигун.
У ХХ столітті гіроскоп замінив компас у літаках, ракетах, підводних човнах.
У гірокомпасі колесо, що обертається (ротор) встановлюється в кардановому підвісі, що представляє собою універсальну шарнірну опору, в якій закріплене тіло може вільно обертатися одночасно в декількох площинах. Причому напрям осі обертання тіла залишиться незмінним незалежно від цього, як змінюється розташування самого підвісу. Таке підвіс дуже зручно використовувати там, де є качка. Адже предмет, закріплений у ній, зберігатиме вертикальне положення попри все.
Ротор гіроскопа зберігає свій напрямок у просторі. Але Земля обертається. І спостерігачеві здасться, що за 24 години вісь ротора робить повний обіг. У гірокомпас ротор за допомогою вантажу утримують у горизонтальному положенні. Сила тяжіння створює момент, що крутить, і вісь ротора завжди спрямована строго на північ.
Гіроскоп став найважливішим елементом навігаційних систем літаків та морських суден.
В авіації застосовується прилад, який називається авіагоризонт. Це гіроскопічний прилад, за допомогою якого визначають кути крену та тангажу.
На основі дзиги створені і гіроскопічні стабілізатори. Диск, що швидко обертається, перешкоджає зміні осі обертання, «гасить» качку на кораблях. Такі стабілізатори використовуються також у гелікоптерах для стабілізації їх рівноваги по вертикалі та горизонталі.
Не тільки дзига може зберігати стійке положення щодо осі обертання. Якщо тіло має правильну геометричну форму, при обертанні воно також здатне зберігати стійкість.
«Родичі» дзиги
У дзиги є «родичі». Це велосипед та гвинтувальна куля. На перший погляд, вони абсолютно різні. Що їх об'єднує?
Кожне з коліс велосипеда можна розглядати як дзигу. Якщо колеса нерухомі, велосипед валиться на бік. А якщо вони котяться, то й він зберігає рівновагу.
А куля, випущена з гвинтівки, також крутиться в польоті, як і дзига. Вона поводиться так, тому що в стовбурі гвинтівки зроблені гвинтові нарізи. Проходячи по них, куля отримує обертальний рух. І в повітрі вона зберігає те саме положення, що і в стовбурі, гострим кінцем уперед. Так само обертаються і гарматні снаряди. На відміну від старих гармат, що стріляли ядрами, дальність польоту та точність влучення таких снарядів вище.
1. Енергетичний шар
Новий енергетичний шар зет Ахіллеса став більшим у діаметрі, ніж у попередньої версії. По краях розташовані металеві леза у формі коси. Вони значно додають ваги, а периферичне розташування збільшує відцентрову силу обертання бея.
Ліворуч і праворуч розташовані вже знайомі всім невеликі сині крильця, які розкриваються під час бою, як у Волтраека В5 і є блокатором розбиття. Але варто враховувати, що цей блок лише збільшує опір розбити, а не повністю його виключає.
Зверху та знизу симетрично розташовані ще пара синіх крил. З одного боку, вони трохи збільшують витривалість під час обертання. З іншого боку, вони згладжують контур, щоб атакуючим противникам було складніше зачепитися і знести дах Супер Зет Ахіллесу А5. До того ж, будь-які висувні елементи амортизують удари, що зменшує відскок під час зіткнень. Завдяки цьому, бейблейд складніше вибити з арени;
2. Силовий диск
Новий диск став справді новим. Його позначили номером 00 (подвійний нуль). Насамперед нульовий диск був найважчим із усіх, але тепер у нього з'явився конкурент за вагою. Вже якщо дивувати новим бейблейдом, то дивувати у всьому, вирішили у Takara Tomy;
3. Драйвер (наконечник)
Оновлений драйвер отримав назву Dimension (Dm). По суті це видозмінений драйвер Xtend минулої версії Ахіллеса. Він також має два базового режиму(атакуючий і захисний) і так само змінює свою висоту. Однак він змінився зовні і механізм перемикання режимів став іншим. Усередині знаходиться чорний стрижень, на якому відбувається обертання. У старій системі зверху було кільце, яке треба було відтягнути та повернути, встановивши потрібний режим. Зараз з'явився третій елемент. Саме кільце стало зубчастим для зручності обертання і при повороті з нього виходить невелика втулка, в якій ховається стрижень;
4. У комплект входить також пусковий механізм вліво-вправо.
Завантаження...