Стиральная машина: почему она «ходит»
Две машины крутят барабан с бельём. У левой бельё разложено ровно и машина стоит, у правой скомкано в один ком, и машина ползёт по полу.
Вращайте сцену мышью, колесом меняйте масштаб. Нажмите «Запустить».
Что показывает опыт
Ком белья вращается вместе с барабаном и тянет его наружу. Сила направлена то в одну сторону, то в другую — корпус трясётся и сдвигается. Ровно разложенное бельё уравновешивает само себя.
Как провести
- Нажмите «Запустить»: барабаны разгоняются.
- Сравните корпуса: какой из них остаётся на месте, а какой уезжает?
- Выберите мотор правой машины и уменьшите скорость вдвое — как изменится тряска?
Вопросы для обсуждения
- Почему силу тряски называют центробежной и как она зависит от скорости?
- Как современные машины борются с дисбалансом?
Объяснение
Ком массой m на расстоянии r от оси при угловой скорости ω создаёт вращающуюся силу F = m·r·ω². Здесь это 2 кг · 0,2 м · 22² ≈ 190 Н. Когда сила больше силы трения корпуса о пол, машина ползёт. Сила растёт как квадрат скорости, поэтому на высоких оборотах дисбаланс особенно опасен. Ровно разложенное бельё делит массу на две части в противоположных точках: силы взаимно сокращаются.
Повторите дома
Прикрепите к крышке от банки пластилиновый шарик у края и раскрутите её на столе, потом положите два шарика напротив друг друга. Сравните, как трясётся крышка.
Что изменить в редакторе
- Сделайте корпус тяжелее (80 кг) — машина перестанет ползти?
- Положите ком ближе к оси.