- L’effet Dzhanibekov est également connu sous le nom de théorème de la raquette de tennis, car il est parfaitement illustré par une raquette de tennis. Tenez la raquette face vers le haut et faites-la tourner – vous verrez l’effet Dzhanibekov sous vos yeux.
- Les axes ayant le plus grand et le plus petit moment d’inertie tourneront parfaitement, l’axe intermédiaire tournera de façon sauvage.
- Comme de nombreux éléments de l’ingénierie mécanique, de nombreux exemples de l’effet Dzhanibekov/théorème de la raquette de tennis se produisent sous nos yeux chaque jour de notre vie – mais nous les considérons comme acquis.
Le phénomène de l’effet Dzhanibekov, également connu sous le nom de « théorème de la raquette de tennis », est un résultat de la mécanique standard qui décrit le mouvement d’un objet rigide à l’aide de trois moments d’inertie clés distincts. Il est également connu sous le nom d’effet Dzhanibekov, du nom de l’astronaute russe Vladimir Dzhanibekov qui a découvert les conséquences de ce théorème lors de son séjour dans l’espace en 1985. Il est également connu sous le nom de théorème de la raquette de tennis, car il est parfaitement démontré lorsque nous lançons une raquette de tennis en l’air.
Trois axes principaux de rotation
Un objet rigide possède trois axes principaux de rotation – en fait, trois façons différentes de faire tourner l’objet. L’objet ne sera stable que près des axes un et trois mais sera instable autour de l’axe numéro deux. L’axe deux est également connu comme l’axe intermédiaire. L’effet d’étrangeté se produit lorsque le corps est tourné autour d’un axe proche de l’axe intermédiaire. Pour un corps rigide qui tourne, les moments d’inertie autour des axes du cadre spatial fluctuent continuellement au fur et à mesure que le temps change et que le corps tourne. Pour simplifier la description de ce mouvement, vous pouvez également choisir un système de coordonnées qui tourne en même temps que le corps. Les équations du mouvement d’Euler qui donnent des moments d’inertie indépendants du temps.
Une utilisation très intéressante des équations d’Euler peut être vue dans la dérivation de l’étonnant effet Dzhanibekov. Cet effet ou théorème s’applique à tous les cas où les moments d’inertie concernant les axes principaux sont espacés : I1 << ; I2 << ; I3. Le théorème indique clairement que les rotations autour des axes 1 et 3 sont plus stables qu’autour de l’axe 2, même si la valeur de I2 peut être très proche de celle de I3. Le théorème ou l’effet peut être facilement démontré en utilisant une raquette de tennis, d’où son nom.
Constatez par vous-même l’effet Dzhanibekov
Pour mieux comprendre le phénomène, il est préférable que les gens le voient par eux-mêmes. Pour cela, il vous faut un corps de densité constante ayant la forme d’un prisme rectangulaire ou d’une boîte. Presque tout le monde a un objet qui ressemble à ce type de corps, par exemple un livre !
Il est également dimensionné de manière caractéristique de sorte que les trois paires de côtés du corps sont des rectangles. Ainsi, les valeurs des moments d’inertie sont toutes distinctes et faciles à déterminer. Vous devez rendre le corps rigide, ce pour quoi vous pouvez utiliser des élastiques. Cela permettra au corps de tourner sur lui-même sans que les pages ne soient tournées. L’ordre des valeurs découvertes du moment d’inertie pour un axe quelconque correspondra à la longueur de la transversale pour la face du livre dans laquelle l’axe principal est perpendiculaire. Par conséquent, pour le livre ayant la plus grande dimension de hauteur, la largeur moyenne et la plus petite épaisseur, l’axe qui a la plus grande valeur du moment d’inertie est l’axe, lorsque si vous regardez la couverture et que vous la faites tourner, la couverture vous fait toujours face.
Il est évident qu’en faisant tourner le livre selon ces trois axes, les rotations des plus grandes et des plus petites sont stables, tandis que celle du milieu est instable, la rotation devenant rapidement désordonnée.
Voici une curieuse vidéo montrant les effets de l’effet Dzhanibekov ici sur Terre :
Le théorème de l’axe intermédiaire
Pour mieux comprendre ce qu’est l’effet Dzhanibekov, vous pouvez également regarder la vidéo YouTube suivante. La vidéo explique en détail, à l’aide de graphiques et d’images, comment le principe fonctionne. Pour tous ceux qui ont des difficultés à comprendre la formule mathématique, ce lien peut être d’une grande aide.
La Terre va-t-elle se retourner ?
Pourquoi les Soviétiques ont-ils gardé la découverte de Dzhanibekov secrète pendant une décennie ? Peut-être parce qu’une hypothèse a été proposée selon laquelle notre planète, au cours de son mouvement orbital, peut effectuer le même renversement. Si vous êtes maintenant préoccupé par l’échange des pôles de notre planète, vous voudrez peut-être regarder cette vidéo :
