Кіріспе
Инерция эллипсоидындағы бұрыштық жылдамдық векторынан пайда болған қисық. Айналмалы дененің бөлшектері оның бұрыштық жылдамдық векторының қозғалысына шектеулер енгізе алады, 'ω'. Инерция эллипсоидындағы бұрыштық жылдамдық векторынан пайда болатын қисық сызық полигода деп аталады, грек тілінен аударғанда "полюс жолы" деген мағынаны білдіреді. Бұрыштық жылдамдық векторынан пайда болған бет дене конусы деп аталады.
The details of a spinning body may impose restrictions on the motion of its angular velocity vector, 'ω'. The curve produced by the angular velocity vector on the inertia ellipsoid, is known as the polhode, coined from Greek meaning "path of the pole". The surface created by the angular velocity vector is termed the body cone.
Тарих
Көпқабатты қозғалыс ұғымы 17 ғасырдан басталады және Исаак Ньютонның Principia Mathematica кітабының 1-кітабы 11-бөліміндегі 66-ұсыныстың 21-жорығы. Кейін Леонард Эйлер кернеу күші жоқ қозғалыстағы қатты денелердің динамикасын сипаттайтын теңдеулер жиынтығын шығарды. Атап айтқанда, Эйлер және оның замандастары Жан д'Алембер, Луи Лагранж және басқалар Жердің полярлық айналу осі айналасында тербелуіне байланысты ендіктегі кішігірім өзгерістерді байқады. Бұл тербелістің бір бөлігі (кейіннен Жердің полигодтық қозғалысы деп аталады) айналатын Жердің табиғи, айналымсыз жүріс-тұрысына байланысты болды. Жердің толығымен қатты дене екенін болжамдай отырып, олар Жердің полиодты тербелісі кезеңін шамамен 910 ай деп есептеді. XIX ғасырдың ортасында Луи Понсо айналатын денелердің физикасының геометриялық түсіндіруін жасады, ол Эйлердің алгебралық теңдеулеріне визуалды қарсылас берді. Пуано гироскопты ойлап тапқан Леон Фуконың замандасы болды, оның маятник эксперименттері Жердің айналып тұрғанына дәлел келтірді. Сол кездегі модаға сай, Понсо бұрылыссыз денелердің қозғалысындағы бұл тербелісті сипаттау үшін полигода және оның аналогты герполода терминдерін қолданды. Poinsot бұл терминдерді ежелгі грек тілінен алған. Полос - полюстің жолы. Понсоттың Жердің полигодтық қозғалысының геометриялық түсіндірмесі Жердің толығымен қатты айналатын дене екендігіне негізделген. 1891 жылы ғана америкалық астроном Сет Карло Чандлер Жердің тербелісі 14 айлық кезеңді қозғалысты көрсеткен және бұл полигодтық қозғалыс екенін көрсеткен өлшеулер жүргізді. Бастапқыда, Чендлер өлшемі, қазір "Чендлер тербелісі" деп аталады, өйткені ол Оулер, Пуано және басқалар есептеген 9-10 айлық мерзімнен едәуір үлкен болғандықтан, жоққа шығарылды. және Чендлер бұл айырмашылықты дәлелдей алмады. Алайда бірнеше ай ішінде тағы бір американдық астроном Саймон Ньюкомб Чендлер дұрыс екенін түсіндіріп, оның өлшемдеріне дәлел келтірді. Ньюкомб Жер массасының ішінара қатаң, ішінара серпімді екенін және серпімді компоненттің Жердің полиодтық кезеңіне әсері жоқ екенін түсінді, өйткені Жер массасының серпімді бөлігі әрқашан Жердің айналу осьтерімен симметриялық болып созылады. Жер массасының қатты бөлігі симметриялы түрде бөлінбейді, бұл Чандлер тербелісіне немесе нақтырақ айтқанда Жердің полиодтық жолына әкеледі.
Сипаттама
Әрбір қатты денеде өзінің массалық орталығы арқылы үш негізгі ось бар және осы осьтердің әрқайсысының тиісті инерция моменті бар. Бір оське қатысты инерция моменті - бұл денені сол оське қарай жылдамдатудың қаншалықты қиын екендігін өлшейтін өлшем. Массаның шоғырлануы оське неғұрлым жақын болса, сол оське бірдей жылдамдықпен айналу үшін қажетті айналым күші соғұрлым аз болады. Дененің инерция моменті дененің массасы таралуына және инерция моменті анықталатын кездейсоқ таңдалған оське байланысты. Негізгі осьтердің екеуі бойынша инерция моменті - кез келген ось бойынша дененің ең үлкен және ең кіші инерция моменті. Үшіншісі қалған екеуіне перпендикуляр және ең жоғары мен ең төменгі шаманың арасында инерция моменті бар. Егер объект айналып жатқанда энергия тараса, бұл максималды инерция осьінің (оның өзі негізгі негізгі ось деп аталады) айналасындағы полиодтық қозғалысты тұрақтандыруға немесе тұрақтандыруға әкеледі, полиодтық жол кішірек және кішірек эллипс немесе шеңберге айналып, осіне жабылады. Дене орбиталық негізгі оське айналғанда ешқашан тұрақты болмайды, ал шашыраған энергия полиодтың объектінің ең үлкен инерция оське көшіп кетуіне себеп болады. Екі тұрақты айналу осі арасындағы ауысу нүктесі бұрыштық жылдамдықтың аралық инерция осі арқылы өтетін бөлгіш деп аталады. Минималды инерция осьінің (басқаша кіші негізгі ось деп аталады) айналуы да тұрақты, бірақ жеткілікті уақыт берілген кезде энергияның ығысуы немесе айналым күші әсерінен кез келген бұзылулар полиод жолының кеңейіп, үлкен және үлкен эллипс немесе шеңберлерге айналуына әкеліп соңынан сепаратрикс пен оның аралық инерция осьінен ең үлкен инерция осьтеріне көшіп кетеді. Дене айналған кезде оның бағытының өзгеруі сыртқы айналу моменттеріне байланысты емес, керісінше дененің айналуы кезінде ішкі энергияның таралуынан туындайтындығын ескеру маңызды. Тіпті бұрыштық импульс сақталса да (сыртқы айналым моменттері жоқ), егер дене мүлдем қатты болмаса, айналу кезінде ішкі энергия таралуы мүмкін, және кез келген айналатын дене өзінің ең үлкен инерция осьінің айналасында тұрақтанғанға дейін бағытын өзгерте береді, онда оның бұрыштық импульсіне сәйкес келетін энергия мөлшері ең аз.