Suponiendo que sea utilizado por alguien que sepa jugar con él, ¿cómo giraría una peonza en las condiciones de gravedad de Marte?

Answer 1

Una peonza es un giroscopio, un dispositivo que aprovecha el movimiento angular y la conservación de la velocidad angular. Es por eso que cuando una parte superior gira, se mantendrá erguida y parecerá que desafía las leyes de la gravedad (en realidad, no desafía a nada, solo has agregado una fuerza adicional que está funcionando en oposición a la gravedad).

La duración de los giros de un giroscopio no depende de la gravedad sino de la fricción, principalmente de la fricción del aire (esta es la razón por la que muchos giroscopios industriales están encerrados en un vacío). La presión atmosférica en Marte es del 0,6% de la de la Tierra (600 Pa en comparación con 101,3 kPa), por lo que, con la misma fuerza de giro, espero que la parte superior gire aproximadamente 167 veces más.

La fuerza de la gravedad entrará en juego solo cuando la aceleración angular que sostiene la parte superior disminuye por debajo de la gravedad. Dado que Marte tiene el 40% de la gravedad que la Tierra hace, el punto crítico de aceleración angular también será del 40%, pero en realidad no agregará mucho más tiempo a la longitud del giro.

Answer 2

Al igual que una bicicleta que se mantiene erguida mientras se mueve, una parte superior permanece hacia arriba mientras gira debido a las fuerzas giroscópicas que surgen del movimiento giratorio (angular) de la parte superior. Esas fuerzas tienden a mantenerlo totalmente en posición vertical mientras gira, la fuerza es fuerte si el giro es más rápido. Hasta que disminuya la velocidad lo suficiente como para que las fuerzas estabilizadoras giroscópicas disminuyan lo suficiente como para permitir que la inestabilidad básica de una parte superior vertical tome el control y haga que se caiga. Hasta que se derrumba, la gravedad tiene poco que ver con eso. Sospecho que la parte superior tardará un poco más en caerse, y PUEDE girar un poco más porque pesa menos, por lo que la fricción con la superficie sobre la que gira es menor, pero realmente dudo que la métrica de fricción tenga mucho que ver con eso Pero no estoy seguro, espere hasta mañana, después de haber hablado con mi amigo que vive en Marte.

Answer 3

El único efecto de la gravedad en las peonzas que se me ocurre es la imposición de un par de fricción (al proporcionar una fuerza de contacto normal). Suponiendo que la parte superior se gire en dos superficies idénticas en la Tierra y Marte con la misma velocidad angular inicial, inclinación, etc., entonces la parte superior debe girar durante períodos de tiempo más largos en Marte, ya que la fuerza gravitacional, por lo tanto, el par de fricción, es menor . La menor fricción también significa que la parte superior se desliza más fácilmente en la superficie en Marte, pero eso no retrasa la velocidad de giro. Y, no estoy seguro de esto, creo que una tapa que puede deslizarse fácilmente es más estable a velocidades más bajas, es decir, no se cae tan fácilmente cuando comienza a tambalearse.
La atmósfera también es significativamente menos densa en Marte, y eso reduce aún más los pares negativos en la parte superior.

Answer 4

Supongo que habría menos fricción entre la parte superior y la superficie por la que gira la gravedad, de modo que la parte superior podría girar durante un período de tiempo más largo, pero de lo contrario, no habría diferencia. Una parte superior gira por el efecto giroscópico. La gravedad no es parte de la ecuación.

En este video, giran la cima de la Estación Espacial Internacional:

Answer 5

Giraría muy bien. Tal vez quisiste decir cómo lo haría el preceso. Se procesaría más lentamente porque la tasa de precesión es proporcional a la aceleración de la gravedad local. Lea aquí Precesión y vaya al tema Clásico (newtoniano) para ver las ecuaciones de tasa y período de precesión.