Как работи птицата за баланс?

Птица с баланс, наричана още балансираща птица или играчка на тумблер, е класическа демонстрация на физика, показваща принципите на ротационното движение, центъра на тежестта и опазването на ъгловия импулс. Ето как работи:

1. Дизайн :Птица баланс обикновено се състои от претеглена основа и дълга извита шия с заострена клюн или глава. Разпределението на теглото създава равновесна точка, която дава възможност на птицата да балансира и разтърси на върха на човката си.

2. Начална позиция :Птицата за баланс се поставя върху равна повърхност с човката си, поставена в контакт или близо до повърхността. Точката на контакт между клюна и повърхността трябва да бъде директно под центъра на тежестта на птицата.

3. натискане на опашката :За да задействате птицата за баланс в движение, нежно натискате опашката. Това осигурява първоначален ъглов импулс на птицата. Докато птицата скали напред -назад, центърът му на маса се движи в дъга.

4. Център на тежестта :Дизайнът на Balance Bird гарантира, че центърът на тежестта е малко по -висок от точката на контакт на клюна. Тази подредба гарантира, че гравитацията действа, за да издърпа птицата обратно в равновесното си положение, след като е изместена от натискането.

5. Запазване на ъгловия импулс :Тъй като птицата баланс се колебае, ъгловата му импулма остава постоянна, както е продиктувано от запазването на принципа на ъгловия импулс. Птицата претърпява непрекъснати ротации около точката си на контакт, но общият му ъглов импулс остава същият през цялото му движение.

6. колебания :Взаимодействието между разпределението на теглото на птицата и гравитационното издърпване го кара да се колебае непрекъснато. Първоначално енергията, осигурена от бутането, поддържа птицата в движение, докато триенето и съпротивлението на въздуха постепенно не разсейват енергията и спряха трептенията.

7. Балансираща точка :Разпределението на формата и теглото на птицата за баланс е внимателно проектирана така, че центърът на тежестта на птицата да е непосредствено над точката на контакт на клюна. Това гарантира, че птицата се връща в равновесното си положение след претърпяване на трептения.

Разбирайки принципите на ротационно движение и равновесие, можете да оцените как една птица за баланс може да продължи да се люлее и балансира върху човката си, без да пада.