Магія тензорною алгебри: Частина 17 — Замальовка про гайці Джанібекова

Дана стаття присвячується світлій пам'яті мого вчителя, доктора технічних наук, професора Кабелькова Олександра Миколайовича, засновника і першого декана Фізико-математичного факультету ЮРГТУ (НПІ)

Введення

Дане відео ілюструє повторний експеримент — замість «баранчика» використовується якась саморобна дурниця


Це сталося в 1985 році, на орбітальній станції «Салют-7», під час відвідин її екіпажем корабля «Союз Т-13» в складі космонавтів Джанібекова Ст. А. і Савіних В. П. Не буду описувати своїми словами, процитувавши один з численних мережевих джерел
Коли космонавти розпаковували доставлений на орбіту вантаж, то їм доводилося відкручувати так звані «баранчики» – гайки з вушками. Варто вдарити по вушка «баранчика», і він сам розкручується. Потім, розкрутившись до кінця і зіскочивши з різьбового стержня, гайка продовжує, обертаючись, летіти по інерції в невагомості (приблизно як летить обертається пропелер). Так ось, Володимир Олександрович зауважив, що пролетівши приблизно 40 сантиметрів вушками вперед, гайка раптом здійснює раптовий переворот на 180 градусів і продовжує летіти в тому ж напрямку, але вже вушками тому і обертаючись в іншу сторону. Потім, знову пролетівши 40 сантиметрів, гайка знову робить перекид на 180 градусів і продовжує летіти знову вушками вперед, як в перший раз і так далі. Джанібеков неодноразово повторював експеримент, і результат незмінно повторювався. Загалом, обертається гайка, що летить в невагомості, робить різкі 180-градусні періодичні перевороти кожні 43 сантиметри. Також він пробував замість гайки використовувати інші предмети, наприклад, пластиліновий кулю з приліплену до нього звичайної гайкою, який точно так само, пролетівши деяку відстань, здійснював такі ж несподівані перевороти.
Думаю, що для початку цього цілком достатньо. Насправді, в «ефекті Джанібекова» немає нічого екстраординарного (хоча йому зараховують і можливу зміну полюсів Землі кожні 12000 років, та інші глобальні катаклізми). Використовуючи апарат тензорною алгебри і теорію стійкості механічного руху, спробуємо розібратися, що відбувається з загадковою гайкою.

Читати далі →