제가 며칠 전 쇼츠를 넘기다 자이로스코프의 원리를 자전거 바퀴로 실험한 영상을 보았습니다. 너무 신기해서 제미니랑 챗지피티에게 원리를 물어보고 각운동량과 세차운동의 개념에 대해 알게 되었는데요.
'각운동량이 존재하기 때문에 중력에 의한 돌림힘이 각운동량의 방향을 바꾸는 쪽으로 작용해서 떠 있을 수 있다' 라는 게 제가 이해한 최선이었습니다.
각운동량이 공기저항이랑 마찰에 의해 감소하면서 점점 세차운동의 속도가 빨라진다도 추가로 알게 되었습니다.
근데 시간이 지날수록 세차운동 속도가 빨라지지만, 동시에 점점 바퀴가 밑으로 내려가더라고요.
각운동량이 있으면 완전히 바퀴가 멈추기 전까진 세차운동은 빨라질지언정 밑으로 중력이 작용해서 끌려내려가면 안되는 것이 아닌지요?
또 생각해보면, 미세하게라도 물체가 회전하는 한 각운동량은 존재할 텐데 실험하시는 형님은 충분히 빨리 돌려야 떨어지지 않는다고 말씀하시기도 했고요.
구글이랑 유튜브에서 관련 영상도 이것저것 뒤져보고 ai한테도 물어봤는데, 명확한 답을 못 찾아서......혹시 알려주실 전공자 형님 계실까요....ㅠㅠ
팽이의 모션을 잘 분석해보면 팽이가 돌면서 중력에 의해 떨어지지만 회전운동에 의해서 반대 방향으로 다시 올라가고 그 이후에 다시 떨어지고의 반복이 세차운동을 하면서 일어남 (nutation). 실제 상황에서는 본문에서 말한대로 보존되는 양이 없기 때문에 결국에는 떨어지게 됨. 이 문제는 역학의 단골소재라서 spinning top angular momentum 뭐 이런 식으로 검색하면 자료가 엄청나게 많이 나옴.
회전하는 상황에서도 중력에 의해 떨어지기도 하는 건가 보네요....각운동량이 있으면 돌림힘 방향이 바뀌어서 원래 중력 작용 방향으로는 떨어지지 않고 세차운동을 한다고 하던데, 실제로는 약간 다른가요? 아님 제가 이해를 잘못한건가요?ㅠㅠ