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扳手為什么會(huì)跑

2022-11-05 23:03 作者:帆雨動(dòng)畫(huà)  | 我要投稿

視頻BV1CW4y1x71b中展示了一個(gè)扳手——或者說(shuō)是一個(gè)T字形的零件——在失重環(huán)境下繞三個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的仿真模擬,其中有兩個(gè)跑掉了。

為什么會(huì)這樣呢?我們給它們的初始運(yùn)動(dòng)都是轉(zhuǎn)動(dòng),并沒(méi)有平動(dòng),為什么會(huì)跑呢?

如圖中所示,有紅綠藍(lán)三根軸,我們的設(shè)定就是給了繞這三根軸轉(zhuǎn)動(dòng)的初始速度。物體在不受任何外力的情況下,當(dāng)然不會(huì)跑掉,如果它原來(lái)是靜止的話。

那么問(wèn)題應(yīng)該就出在初速度上。

我們注意看這個(gè)零件:

它是T字形的,假如它的質(zhì)量是均勻分布的話,那么粗的這一段的重心應(yīng)該在它的中點(diǎn)處,加上細(xì)的那一段之后,它的重心必然會(huì)往細(xì)段那邊偏移。

因此繞綠軸或者繞藍(lán)軸旋轉(zhuǎn)都是不過(guò)重心的旋轉(zhuǎn),物體會(huì)具有一個(gè)向某個(gè)方向移動(dòng)的初速度,而不僅僅是旋轉(zhuǎn)。

在天宮課堂第三課中,我國(guó)航天員陳冬用手捏著T形扳手的兩端旋轉(zhuǎn),扳手會(huì)往下跑,也正是這個(gè)原因。


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