¿Qué es una física detrás de un trompo?

Cuando la parte superior está girando, tiene un momento angular (I * w donde I es el momento de inercia sobre el eje y w es la velocidad angular) más directo a lo largo del eje de la parte superior. Y la parte superior resiste un cambio en su momento angular. Para que la parte superior caiga, la dirección de este momento angular debe cambiar y esto requerirá un par externo (para cambiar el momento angular se necesita un par externo no equilibrado).

Ahora, ¿cuáles son los diferentes pares que tenemos?

  1. fricción ofrecida desde el aire
  2. Fricción ofrecida desde el suelo.
  3. lo más importante es el par de gravedad que se desequilibra ya que la parte superior no es simétrica.

Los dos primeros causan un cambio en la magnitud del momento angular y el tercero causa un cambio en la dirección.

A velocidades más bajas, el par de gravedad es suficiente para el cambio direccional. Por lo tanto, necesitamos una velocidad de umbral para que la parte superior gire y, como esta velocidad se reduce por otros factores, el par de gravedad finalmente hace que disminuya.

El concepto principal es que la parte superior resiste un cambio en el momento angular y, por lo tanto, desea estar en un estado de giro.

Esencialmente, una peonza muestra las propiedades de un giroscopio. Una de estas propiedades es “Rigidez en el espacio”, lo que significa que un giroscopio mantendrá su eje de rotación (un eje vertical, en el caso de una peonza giratoria), a menos que sea accionado por una fuerza externa. La rigidez de un giro es directamente proporcional a su velocidad angular, que seguirá disminuyendo debido a la fricción de la punta con la superficie sobre la que gira la parte superior y la resistencia del aire. Esto eventualmente reduce la rigidez del giro suficiente para hacer que se caiga.

Una peonza está en equilibrio. está en equilibrio angular para ser precisos. Esto lo mantiene en su estado de reposo, que está girando. La fuerza de rotación de la parte superior equilibra la tendencia de la parte superior a caer. Esto solo es posible a una velocidad superior a la velocidad de umbral, que depende del impulso de la parte superior. Espero eso ayude.

Un descubrimiento en la peonza.