چوب دستی تعادلی

چكیده

توزیع جرم در یک جسم تعیین کننده گرانیگاه و در نتیجه اندازه حرکت زاویه ایی لازم در متعادل نگه داشتن آن است.

توضیح اولیه

آیا مهم است که کدام طرف چوب دستی بالا باشد؟

مراحل آزمایش: از خمیر خاک رس در حدود یک مشت بردارید و در 20 سانتی متری انتهای چوب دستی بچسبانید.

چوب دستی را در شرایطی که انگشتان شما نزدیک به سمتی باشد که خمیر را به آن چسبانده اید، روی نوک انگشتتان به حالت تعادل نگه دارید. اکنون چوب دستی را بچرخانید و در حالیکه خمیر نوک چوب دستی است، آن را روی انگشتتان نگه دارید. خواهید دید وقتی خمیر نزدیک نوک چوب دستی است، متعادل نگه داشتن آن راحت تر خواهد بود.

چه اتفاقی می افتد؟

وقتی جرم در بالای چوبدستی قرار دارد، چوبدستی آهسته تر به چرخش درمی آید و شما فرصت بیشتری برای میزان کردن و متعادل نگه داشتن آن خواهید داشت. وقتی جرم پایین باشد چوب دستی اینرسی دورانی کمتری دارد و زودتر از دست شما می افتد. هر اندازه جرم دورتر از محور دوران (برای مثال دست شما) باشد، اینرسی دورانی بیشتر و در نتیجه چرخش چوبدستی آهسته تر خواهد بود. اگر جسمی جرم زیادی داشته باشد، اینرسی اش زیاد است. همان گونه که تغییر در حرکت یک جسم با اینرسی زیاد کار دشواری است، اگر جسمی اینرسی دورانی زیادی داشته باشد تغییر در حرکت دورانی اش نیز دشوار خواهد بود.

با انجام آزمایش بالا می توانید تغییر در اینرسی را احساس کنید. انتهای چوب را که نزدیک خمیر است با دستتان بگیرید. چوب دستی را به شکل عمودی نگه داشته و با یک حرکت ثابت آن را با سرعت به عقب و جلو ببرید. سپس، چوب را سر وته کنید و سر دیگر چوب دستی را که با خمیر فاصله دارد بگیرید. حرکت قبل از تکرار کنید. خواهید دید که وقتی گل در بالای چوب قرار دارد جابه جایی آن دشوارتر است. جرم چوب تغییر نکرده است ولی توزیع جرم آن نسبت به دست شما تغییر کرده است. اینرسی درونی به توزیع جرم چوب بستگی دارد.

توضیح ثانویه

به چند نفر جداگانه چوب دستی و گل رس بدهید و آنها را به تلاش وادارید تا ببینید چه کسی بیش از سایرین می تواند چوب را در تعادل نگه دارد، بگذارید تا نقش خمیر را در این آزمایش خودشان متوجه شوند.

مترجم:بدری سید جلالی