web analytics

Στιγμιαίο Κέντρο Μηδενικής Ταχύτητας.

Μία απλή γεωμετρική περιγραφή.

Η παρούσα  πολύ σύντομη και σχεδόν καθόλου τεχνική παρουσίαση κυρίως περιγράφει τι είναι το Στιγμιαίο Κέντρο Μηδενικής Ταχύτητας (Ιnstantaneous Center of Zero Velοcity) ή αλλιώς Στιγμιαίο Κέντρο Περιστροφής (Instantaneous Center of Rotation) χρησιμοποιώντας απλές εικόνες. Ένα συμπέρασμα, όχι όμως ο κύριος στόχος αυτής της παρουσίασης, είναι ότι η ύπαρξη του δεν σημαίνει ότι υπάρχει περιστροφή του σώματος περί αυτού αλλά απλώς υπάρχει μία ταύτιση ταχυτήτων μεταξύ δύο στιγμιότυπων, της πραγματικής κίνησης και μίας φανταστικής περιστροφής. Το πιο  σημαντικό συμπέρασμα είναι ότι αυτή η ταύτιση ταχυτήτων είναι και η βασική τεχνική χρησιμότητα τού στιγμιαίου κέντρου.

Για την συνέχεια βλέπε εδώ.

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
96 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Γίώργο μην βάζουμε πολλά στη συζήτηση.
Οι τρεις από τις 4 προσομοιώσεις δείχνουν ότι ο παρατηρητής που έχει κάτσει στον στιγμιαίο άξονα βλεέπει σύνθετη κίνηση και όχι στροφική.

Ακολουθεί η καλύτερη όλων (σε λίγα λεπτά). Ένας δίσκος βάλλεται κατακόρυφα προς τα πάνω καιο ταυτόχρονα περιστρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα. Αρκετά ρεαλιστικό παράδειγμα.
Λίγα λεπτά μόνο…..

Γεώργιος Βουμβάκης

Δεν τα βλέπω. Έχω μαζί μου το κινητό που δεν μου το επιτρέπει.Στη σκάλα που γλυστραει βλέπει το μέσο της να κινείται ευθύγραμμα;

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Η πρώτη:
Κατακόρυφη βολή.
Στιγμιαίο κέντρο είναι ο κλόουν.
Η θέαση είναι αυτή του κυρίου.

Γεώργιος Βουμβάκης

Για να είναι στροφική η κίνηση ως προς τον στιγμιαίο άξονα θα πρέπει να κινούνται κάθε στιγμή ,στιγμιαίος άξονας και άξονας συμμετρίας ομογενούς στερεού, με την ίδια ταχύτητα. Όπως στην επίπεδη κύλιση.Τοτε είναι ακίνητος ο ένας σε σχέση με τον άλλο οπότε δεν υπάρχει μεταφορά. Αυτό εξηγεί το γιατί στη σκάλα που γλυστραει δεν συμβαίνει το ίδιο. Δεν έχουν οι δύο άξονες την ίδια αδρανειακη ταχύτητα. Η μία είναι διπλάσια της άλλης.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Τώρα θα δούμε την κίνηση που βλέπει ο στιγμιαίος άξονας -κλόουν:
Κατακόρυφη βολή 2.
Εμφανέστατα βλέπει σύνθετη κίνηση και όχι στροφική.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Τώρα θα δούμε την θέαση του αλεξιπτωτιστή που βλέπει στροφική κίνηση:
Κατακόρυφη βολή 3.
Φυσικά και δεν είναι στιγμιαίος άξονας.

Τελευταία διόρθωση4 έτη πριν από Γιάννης Κυριακόπουλος
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Ένας ακόμα παρατηρητής που βλέπει στροφική κίνηση:
Κατακόρυφη βολη 4.
Αυτός διατηρεί τον προσανατολισμό του και “κάθεται” σε κάποιο σημείο του τροχού. Ουδεμία σχέση έχει με στιγμιαίο άξονα.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Γιώργο υπάρχουν και άλλες επίπεδες κινήσεις πέραν της κύλισης.
Η πρόταση:
Ένας παρατηρητής πάνω στον στιγμιαίο αξονα κατά μία κύλιση βλέπει στροφική κίνηση.
είναι σωστή.
Η πρόταση:
Ένας παρατηρητής πάνω στον στιγμιαίο αξονα βλέπει στροφική κίνηση.
είναι λανθασμένη.
Διαφέρουν κατά δύο λέξεις, όμως η δεύτερη είναι λανθασμένη.

Η ανάρτηση στην οποία επικαλέστηκες τον στιγμιαίο άξονα δεν ήταν κύλιση αλλά κινήσεις ράβδων. Έτσι το λογικό είναι να υποθέσω ότι εξέφερες την δεύτερη πρόταση και όχι την πρώτη.

Όταν θα βρεθείς στο σπίτι θα δεις τις κατακόρυφες βολές που είναι και το καλύτερο αντιπαράδειγμα. Εκεί φαίνεται καθαρά πόσο λάθος είναι η δεύτερη πρόταση.

Για τις προσομοιώσεις και το πόσο πρέπει να χρησιμοποιούνται σε άλλο σχόλιο…..

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Πρέπει όμως να ερμηνεύσουμε με τη φυσική τις προσομοιώσεις. Δεν πρέπει να μένουμε μόνο σε αυτές.
Εννοείται.
Οι προσομοιώσεις με έχουν βοηθήσει σε δύσκολα προβλήματα και βρήκα λάθη υπολογισμών. Όταν επιβεβαιωνόταν η λύση ενός ζόρικου προβλήματος ήμουν σίγουρος για την ορθότητα της λύσης.

Οι προσομοιώσεις είναι πιο εύγλωττες σε περίπτωση διαφωνίας από υπολογισμους και λόγια. Όταν υπήρξε η διαφωνία με τις 7 στροφές που δεν ήταν 7, έλυσαν κάθε διαφωνία.
Ένας που επέμενε και μετά την προσομοίωση θύμιζε την γκραβούρα του Μπεζουόλι, στην οποία αντί να δουν το πείραμα του Γαλιλαίου, άνοιγαν βιβλία.
Σε μια διαφωνία “Στροφική κίνηση- όχι στροφική) λύνουν το πρόβλημα αυτόματα. Δεν μπορούμε να διαφωνούμε με μία προσομοίωση εκτός αν έχει μπαγκ και τεκμηριώσουμε που είναι το μπαγκ.

Φυσικά για να γίνουν μη θεωρήσεις ότι δεν χρειάζεται χαρτί και μολύβι.
Και Φυσική χρειάζεται και εξισώσεις και Γεωμετρία.
Δεν μπορούσα να κάνω το 1999 αυτά που έκανα σήμερα.

Γεώργιος Βουμβάκης

Ναι.Εχεις δίκιο. Μόνο στην περίπτωση που οι δύο άξονες , στιγμιαίος και συμμετρίας στερεού κινούνται συνεχώς με την ίδια ταχύτητα όπως στη κύλιση σε επίπεδο, η κίνηση ως προς τον στιγμιαίο άξονα θεωρούμενο ως κινούμενο σώμα, είναι στροφική. Δηλαδή όταν ο ένας άξονας, είναι μεταφορικά ακίνητος σε σχέση με τον άλλο. Δεν συμβαίνει το ίδιο με τη σκάλα που γλυστραει περιστρεφόμενη ομαλά. Αναφέρθηκαν σε αυτό και αλλού. Προσπαθώ να δώσω φυσική ερμηνεία στις προσομοιώσεις που ακόμα δεν είδα…Ως προς τους νόμους της στροφικής κίνησης ως προς τον στιγμιαίο άξονα, θεωρούμενο στιγμιαία ακίνητο αλλάζει η θεώρηση των πραγμάτων. Το θέμα μάλλον έγκειται στο ότι είναι άλλο πράγμα ο άξονας περιστροφής και άλλο το σύστημα αναφοράς…

Τελευταία διόρθωση4 έτη πριν από Γεώργιος Βουμβάκης
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Γράφεις:

 Άρα το πρόβλημα λύθηκε! Δηλαδή ο παρατηρητής στον στιγμιαίο άξονα βλέπει το κέντρο της ράβδου να κινείται ευθύγραμμα και ομαλά με ταχύτητα αντίθετη της ταχύτητας του μέσου της ράβδου ως προς το δάπεδο!! 

comment image

Φοβάμαι ότι δεν λύθηκε.
Βλέπεις ότι η κίνηση που βλέπει ο παρατηρητής πάνω στον στιγμιαίο άξονα (για το κέντρο της ράβδου) ούτε ευθύγραμμη είναι, ούτε ομαλή.
Είναι η μαύρη καμπύλη που βλέπεις στην εικόνα.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Δεν είναι μόνο η σκάλα.
Ένα κάρο κινήσεις στις οποίες έχουμε ολίσθηση διαθέτουν στιγμιαίο άξονα φυσικά, όμως ο στιγμιαίος αυτός άξονας έχει άλλη τροχιά (το κεντρώδες που είπε ο Κωνσταντίνος) από το κέντρο του τροχού.

Οι κυλίσεις είναι βολική εξαίρεση στον κανόνα.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Εδώ φαίνεται η τροχιά του στιγμιαίου άξονα (κλόουν) στην περίπτωση κατακόρυφς βολής στρεφόμενου σώματος:

comment image

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Η μαύρη καμπύλη είναι τόξο κύκλου.
‘Ο στιγμιαίος άξονας απέχει συνεχώς από το μέσον της ράβδου απόσταση ίση με το μισό μήκος της ράβδου.
Τούτο διότι οι διαγώνιοι ορθογωνίου είναι ίσες και διχοτομούνται.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Κωνσταντίνε μόνο τώρα είδα το σχόλιο.
Δεν εφαρμόζεται φυσικά, διότι η δύναμη D’ Alembert δεν διέρχεται από το κεντρο μάζας, οπότε έχει ροπή ως προς αυτό.