Calcule el momento angular total de la rueda de precesión y giro, luego use el resultado para probar la fórmula de precesión giroscópica

Considere el siguiente escenario: https://youtu.be/8H98BgRzpOM?t=27 .

¿Cómo calcularía el momento angular total de este sistema? La rueca es bastante fácil, y es L w h mi mi yo = I ω . Sin embargo, no estoy seguro de cómo explicar el momento angular debido a la precesión. ¿Es simplemente L pag r mi s s = I Ω ? si es asi como lo calculo I ? ¿Simplemente usaría la inercia de un disco y el teorema del eje paralelo para encontrarlo?

Quiero usar el momento angular total para probar la fórmula. Ω = metro gramo r I ω usando el hecho de que τ = d L d t .

Por último, tengo una pregunta conceptual: Ω se dice que permanece constante asumiendo ω también es constante. Sin embargo, cuando la rueda se mantiene quieta, Ω es claramente cero, hasta que se libera, y luego Ω se vuelve distinto de cero. Por que Ω subir y luego permanecer constante?

Para conocer el proceso de inicio de la precesión giroscópica, consulte la respuesta que escribí (2012) sobre la mecánica de la precesión giroscópica
Considere incluir una imagen del sistema para que la pregunta sea independiente.

Respuestas (1)

El enfoque común es tratar el caso sólo en forma aproximada.

Cuando la velocidad de giro es muy alta, el momento angular asociado con el giro es mucho mayor que el momento angular asociado con el movimiento de precesión. (Además, cuanto más rápida sea la velocidad de giro, más lenta será la velocidad de precesión correspondiente).

Por lo tanto, el enfoque común es despreciar el momento angular asociado con el movimiento de precesión. Entonces, la validez de la expresión derivada se limita a una velocidad de giro alta, pero normalmente el caso de una velocidad de giro alta es el único que le interesa.

No estoy seguro, pero creo que esa expresión Ω = metro gramo r I ω de hecho, solo es válido (en aproximación) cuando se desprecia el momento angular asociado con el movimiento de precesión.

Ah, sí, entonces el hecho de que Ω puede levantarse repentinamente y detenerse en realidad no es cierto, simplemente es la consecuencia matemática de la aproximación.
En efecto. Algún mecanismo tiene que transferir energía cinética, para proporcionar la energía cinética del movimiento de precesión. Paralelamente a eso, algún mecanismo debe transferir el momento angular para proporcionar el momento angular del movimiento de precesión. Esas son las partes jugosas de la historia. Para la aproximación habitual, esas partes están fuera del alcance. En efecto, la aproximación habitual es una casualidad.