[물리학] 회차 운동 분석

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팽이의 회전운동과 토크 사이의 관계식 (입자계)를 적용해 보자. 먼저 팽이에 가해지는 토크를 받침전 O에 대하여 계산해 보자. 팽이에 작용하는 외력은 질량중심 C.M.에 작용하는 중력 Mg와 받침점에서의 반작용력 F이다. 힘 F는 받침점에 대한 토크를 주지 않으므로 외부로부터 가해지는 토크는 중력에 의한 것뿐이다. 그림 b에서 이 토크 의 크기는 ,

이고, 방향은 r과 Mg를 포함하는 평면에 수직인 방향, 즉 그림에서 점선으로 된 원주의 접선방향이다. 팽이가 회전하지 않고 있다면 이 토크 때문에 쓰러지겠으나 팽이가 충분히 큰 각운동량 L을 가지고 회전하고 있을 때에는 쓰러지지 않고 세차운동(Precession)을 한다. 세차운동이란 팽이의 회전축 자체가 그림에서와 같이 점선으로 표시된 원을 EK라 방향을 바꾸면서 z축 주위로 회전하는 것을 말한다. 이제 이러한 세차운동이 어떻게 일어나는가를 살펴보자.
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