掌握自由落体的秘密，是不是可以当赌神？| 正经玩

抱枕、硬币、小球...人类怎么总喜欢扔东西？

扔东西也得讲科学嘛

扶眼镜）今天小编就来研究一下

实验器材

所标杯、长方体（抱枕）

实验过程

众所周知

一个长方体拥有三个旋转轴

我们用自由落体的方式

来模拟失重条件下

长方体围绕三个旋转轴的旋转状态

首先沿转动惯量最小的轴旋转

注意到抱枕抛起前标签在右侧

落下后标签仍在右侧

然后沿转动惯量最大的轴旋转

与上一次实验一样

抱枕抛起前“脸”面向左侧

落下后仍面向左侧

最后沿中等转动惯量的轴旋转

发现抛起前耳朵在左侧

落地后耳朵在右侧

当然

做实验嘛

难免会出现一些意外情况

原理解说

我们的方形玩偶以三个不同的取向为旋转轴，具有不同的转动惯量。读大学或者学过高中竞赛物理的朋友们会知道，转动惯量计算公式为：

至于还在读中学的朋友们

我们暂时只需要记住，方形玩偶的这三个转轴对应的转动惯量的大小关系为：

I₁＞I₂＞I₃

在抛接玩偶的过程中我们发现，I₁和I₃对应的旋转都是比较稳定的（即上抛和下落过程中玩具的只绕指定的转轴旋转，可以参考玩具的黑色小耳朵），而I₂对应的旋转，则发生了绕其他轴的翻转。

这就是所谓的贾尼别科夫定理，即物体围绕最大和最小主轴转动时，转动是稳定的，而围绕中间轴转动时，转动是不稳定的。

图片来源网络

在转动过程中，由于非理想条件（比如旋转轴的微小晃动）导致角速度在另外两个主轴上有分量。当旋转轴为最大（或最小)主轴时，可以利用欧拉方程计算得到，此时物体在另外两个主轴方向上的运动为微小的简谐运动：

因此在宏观上处于一个稳态。而当旋转轴为中间轴时，物体在其他两个主轴方向的运动状态为：

因此整个旋转是不稳定的。

上期回顾

01.²的实验分享如下：

02.Ashe的实验分享如下：

03.赵凯的实验分享如下：

04.e^πi+1=0的实验分享如下：

05.ʚ熊ɞ的实验分享如下：

06.Jiasuuei的实验分享如下：

07.LI GHT的实验分享如下：

08.Moana的实验分享如下：

09.silence的实验分享如下：

10.SSR工作室的实验分享如下：

11.Yaxi的实验分享如下：

12.yaya的实验分享如下：

13.花开富贵的实验分享如下：

14.鲸鱼（图标）的实验分享如下：

15.鲲宇的实验分享如下：

16.蓝天的实验分享如下：

17.李向琨的实验分享如下：

18.明河的实验分享如下：

19.南枫的实验分享如下：

20.帕累托最优的实验分享如下：

21.神楽七奈Official的实验分享如下：

22.未来星的实验分享如下：

23.小乐的实验分享如下：

24.轩轩的实验分享如下：

25.朱珠（2021CPA必过）的实验分享如下：

26.城堡的实验分享如下：

27.堤岸的实验分享如下：

28.Chun的实验分享如下：

29.朱玉屏的实验分享如下：

30.芦萧堂主的实验分享如下：

投票将于7月29日零点截止

票数前 三名 将获得

由世界图书出版公司北京公司出版的

《云端脚下：从一元二次方程到规范场论》

               分享赢得纪念品          

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往期回顾

编辑：荔枝

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