Waarom valt een rollend wiel niet om?

Waarnaar??

Installeer Flash-player en kijk nog eens.

Dat filmpje laat voornamelijk een ander effect zien...

Jij hebt last van het cryptisch effect.

Het gyroscopisch effect is het niet "verzet" van een draaiend voorwerp tegen omvallen. Hier zien we echter voornamelijk dat het wiel om de *vertikale* as gaat draaien. Terwijl het wiel, wanneer het stil zou staan, om een *horizontale* as zou draaien.

Toch wel. Dat is precies wat dat effect inhoudt.
Wanneer een gyroscoop eenmaal in beweging is gebracht, zal door de wet van behoud van impulsmoment de draaias in dezelfde richting blijven.

Dat de draaias in dezelfde richting blijft wijzen, is inderdaad het gyroscopisch effect. Maar wat zien we in het filmpje? De draaias wijst in het begin, direct na het aanslingeren, naar voren (naar de kijker toe). Vervolgens wijst de draaias naar rechts, dan naar achteren, dan naar links, dan weer naar voren... Kortom, de draaias roteert, van boven gezien, tegen de klok in.

De verklaring voor het draaien van de draaias is als volgt. We beginnen op het moment direct na het aanslingeren, zodra het wiel wordt losgelaten. Het wiel draait dan (voor de kijker) linksom. Dat betekent dat de impulsmomentvector naar de kijker toe wijst. Het gyroscopisch effect zegt dat dit zo moet blijven. We zien echter dat dit niet zo blijft. Er is dus een extra effect werkzaam. Dat extra effect is het koppel van de zwaartekracht en de omhoog gerichte kracht van het touw waaraan het wiel hangt. De zwaartekracht wijst naar beneden en grijpt aan in het middel van de as van het wiel. De kracht van het touw is even groot, wijst omhoog, en grijpt aan op het achterste (van de kijker afgerichte) einde van de as van het wiel - immers, daar is de as aan het touw vastgebonden. Door de afstand van een halve aslengte tussen de neerwaartse zwaartekracht en de opwaartse touwkracht ontstaat een koppel. In de beginsituatie is de momentvector van dat koppel voor de kijker naar rechts gericht. We hebben nu dus twee vectoren:
1.  De impulsmomentvector van het draaiende wiel.
    Deze wijst naar voren.
2.  De momentvector van koppel zwaartekracht-touwkracht.
    Deze wijst naar rechts. De impulsmomentvector van het draaiende wiel krijgt per tijdseenheid een bijdrage van de koppelmomentvector van het zwaartekracht-touwkracht-koppel. De impulsmomentvector wordt door dat koppel dus naar rechts (voor de kijker) bewogen. Daardoor zien wij het wiel niet alleen om zijn eigen as draaien, maar tevens (van bovenaf gezien) tegen de klok in om het touw draaien.

Nou, dat is wel heel mooi en helder uitgelegd. Helaas zijn er geen plusjes bij reacties.

Cryo. bedankt voor de heldere uitleg.

Helaas. Niet die kracht...

En zo kan ik ook beter evenwicht houden op 1 wiel als ik harder fiets :)

Iets met plank en misslaan.