Wie funktioniert ein Gleichgewicht Vogel?

Ein Gleichgewichtsvogel, auch ein Ausgleichsvogel oder ein Becherspielzeug genannt, ist eine klassische Physikdemonstration, die die Prinzipien der Rotationsbewegung, des Schwerpunkts und der Erhaltung des Winkelimpulses zeigt. So funktioniert es:

1. Design :Ein Gleichgewichtsvogel besteht typischerweise aus einer gewichteten Basis und einem langen, gebogenen Hals mit einem spitzen Schnabel oder Kopf. Die Gewichtsverteilung erzeugt einen Gleichgewichtspunkt, der es dem Vogel ermöglicht, die Spitze seines Schnabels auszugleichen und zu rocken.

2. Anfangsposition :Der Gleichgewichtsvogel wird auf eine flache Oberfläche mit seinem in Kontakt oder nahe an der Oberfläche ausgerichteten Schnabel gelegt. Der Kontaktpunkt zwischen dem Schnabel und der Oberfläche sollte direkt unter dem Schwerpunkt des Vogels liegen.

3. den Schwanz drücken :Um den Gleichgewichtsvogel in Bewegung zu setzen, drücken Sie den Schwanz vorsichtig. Dies sorgt für einen anfänglichen Winkelimpuls für den Vogel. Als der Vogel hin und her schaut, bewegt sich sein Massenzentrum in einem Bogen.

4. Schwerkraft :Das Ausgleichsvogelkonstruktion stellt sicher, dass sein Schwerpunkt etwas höher ist als der Kontaktpunkt des Schnabels. Diese Anordnung stellt sicher, dass die Schwerkraft den Vogel zurück in seine Gleichgewichtsposition zieht, nachdem sie durch den Druck vertrieben wurden.

5. Erhaltung des Winkelimpulses :Wie der Gleichgewichtsvogel schwingt, bleibt sein Winkelimpuls konstant, wie durch die Erhaltung des Winkelimpulsprinzips diktiert. Der Vogel erfährt kontinuierliche Drehungen um seinen Kontaktpunkt, aber sein Gesamtwinkelimpuls bleibt während seiner Bewegung gleich.

6. Oszillationen :Die Wechselwirkung zwischen der Gewichtsverteilung des Vogels und dem Gravitationszug führt dazu, dass sie kontinuierlich schwingt. Die Energie, die der Druck anfänglich bereitstellt, hält den Vogel in Bewegung, bis die Reibung und der Luftwiderstand die Energie allmählich auflösen und die Oszillationen zum Stillstand bringen.

7. Ausgleichspunkt :Die Form und Gewichtsverteilung des Gleichgewichtsvogels sind sorgfältig so gestaltet, dass der Schwerpunkt des Vogels direkt über dem Kontaktpunkt des Schnabels liegt. Dies stellt sicher, dass der Vogel nach Oszillationen in seine Gleichgewichtsposition zurückkehrt.

Durch das Verständnis der Prinzipien der Rotationsbewegung und des Gleichgewichts können Sie zu schätzen wissen, wie ein Gleichgewichtsvogel seinen Schnabel immer wieder rocken und ausbalancieren kann, ohne umzufallen.