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図のように右回りのコマと左回りのコマがあるとする。
それぞれは回転によるジャイロ効果で立つことができる(倒れない)。 左回りの立っているコマの上に、右回りのコマを載せたとすると(接点の摩擦はないものとする)、コマの上にコマは立つことが出来る…かどうなのか?
仮に立つことが出来ると仮定した場合、そのコマの円盤同士の距離をドンドン縮めていくと、いわゆる二重反転ゴマになる。
しかしこの二重反転ゴマは、ジャイロ効果を相殺してしまうのか、まったく立たなくなる。
その円盤同士の距離の問題なのか?
そもそもジャイロ効果の打ち消しあいとは、どういう原理なのか? よくわからないのです。
ちなみに、チーム職人魂では「二重反転ゴマはきっとすごいに違いない」と信じて、立派な二重反転ゴマを作り、グラインダーを改造した「高速二重反転装置」も開発し、いざ回してみたところ…立つこともなく、転がるだけだったという苦い経験をしております。
物理や力学にくわしいコマ博士が知りあいにいるのですが、わかりやすく原理を教えてもらいたい…というか教えてくださいセンセ! ----------------------------------------------------- 敬愛する東工大のコマ博士、山崎詩郎センセイより、明快な回答がありました。 上下の軸が別々に傾く時(コマの上にコマが乗っている時)は両方たちます。 上下の軸が固定されて一緒に傾く時は(一つの軸に車輪が2つ付いている時)は倒れます。 距離は一切関係ありません。 つまり「一緒に傾くかどうか」が問題だったのです。 「同じ軸」であるがゆえに「ジャイロ効果」の「一方に傾こうとするのを阻止する力」が「もう一方の回転のジャイロ効果」によって「阻害される」=「ジャイロ効果が相殺される」ということだったようです。 なにかものすごく腑に落ちました!納得納得!さすがコマ博士! |

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ジャイロを感覚的にしか理解できていませんので、納得できない!
この理論を理解できれば、何か子供達が夢中なコマ対決みたいなオモチャに助言できて尊敬されそうなのに!(オイ)
2017/10/13(金) 午後 0:40
> 旅人さん
納得できなかったですか。
それぞれの軸が独立している(つまり、軸がお互いに独立して傾けられる)状態ならば、上下に重ねても、その距離の近さに関係なく、ジャイロ効果が発揮できるということです。
同軸(つまり倒れそうになるときにも一体の軸として同じ方向に傾く)場合、お互いの「傾きを元に戻そうとする力(つまりジャイロ効果)」が相殺されてしまうということなのですよ。
2017/10/14(土) 午前 3:37
その説明は何となくわかる気がするのですが、何となくなのです。
何となく、図のように円盤の周辺が厚い=質量が軸より遠くにあるほど、同じ重量の円盤でもジャイロ効果が増すんでしょうねとか、いわゆる慣性による効果なのでしょうねくらいの想像はできますが、回転が逆方向だと相殺される理論となると、理解の範疇を超えてました。
おりをみて理解を深めてみます。
ふと思ったのですが、二輪車は進行方向を曲げる時に車体を傾けますが、単純に遠心力≒車体の慣性のためにあの絶妙なバランスがとれるものと思ってましたが…
車輪によるジャイロ効果もあるんじゃあるまいか、唐突に気になってしまいました。
2017/10/14(土) 午前 8:56
> 旅人さん
何となくでしたか。ボクはコマ博士の説明で、ものすごく合点がいって腑に落ちたのですが、イメージできるかどうかの問題ですからね。
コマ博士がもっと専門的に「角運動量」の話をされていましたが、それ以上の説明は、数式が出てくる話なので、直感的に感覚で理解するのはもっと難しいかもw
自転車やバイクなどが走行中倒れないのはジャイロ効果のおかげです。それは間違いないのです。車輪を重くすれば、もっとジャイロ効果が出るので、より倒れにくくなりますよ。これはホンマです。
2017/10/14(土) 午後 3:28
> 旅人さん
ボクらも「二重反転」にすると、反動を打ち消しあうので、ローターのいらないヘリコプターと同じで、「よりすごいコマ」になるんではないかと期待して作ったのですが、実際回してみると「全くジャイロ効果がない」という結果でした。立ちもせず、転がるだけ…と。いや本当にビックリしたのですが、実践したので事実なんです。
2017/10/14(土) 午後 3:32
浅い理解ながら、その理論通りなら…
ローターの要らないヘリコプターは、テイルローター付のソレに比べて、フラフラとブレやすくて扱い難かったりして…と想像してしまいました。
2017/10/14(土) 午後 10:15
> 旅人さん
そうなんですよ。二重反転プロペラは反動が相殺されるのでテイルローターが要らないのですが、ジャイロ効果がなくなるので、縦軸方向の安定性はなくなるでしょうね。
ただ、浮力のあるプロペラが上で、重量のある機体本体が下なので、バランス的にひっくり返ることはないのだと思います。
2017/10/15(日) 午前 0:01