Mengapa lebih mudah memegang cangkir secara terbalik di ujung jari?
Jika saya mencoba memegang gelas atau cangkir di ujung jari saya (seperti yang ditunjukkan pada gambar), cukup sulit untuk melakukannya (dan cangkir paling sering jatuh).
Dan ketika saya melakukan percobaan yang sama tetapi kali ini cangkirnya terbalik (seperti yang ditunjukkan pada gambar), itu cukup stabil dan saya dapat menanganinya dengan mudah.
Dalam kedua kasus, gaya normal dan berat cawan itu sama tetapi dalam kasus pertama cawan itu jatuh dan dalam kasus lain itu stabil.
Saya kira itu jatuh karena beberapa torsi tetapi mengapa tidak ada torsi saat terbalik.
apa alasan dibalik ini?
Jawaban
Lihatlah gambar cangkir yang agak tidak seimbang ini:
Dalam case (A), torsi yang dihasilkan diarahkan keluar dari sumbu referensi Anda dan dalam case (B) - menuju sumbu referensi Anda. Jadi dalam kasus A), Anda perlu mengimbangi gerakan yang tidak seimbang dengan gerakan kontra jari Anda. Tetapi dalam kasus B), torsi membantu Anda dan membuat keseimbangan untuk diri Anda sendiri, sehingga Anda memerlukan upaya tambahan yang sangat kecil.
Mungkin karena ketika cangkir berada di atas, pusat massanya berada di atas titik di jari Anda yang berarti bahwa saat jari Anda mencoba menyeimbangkan cangkir, gerakan kecil apa pun akan menghasilkan torsi tentang com ini sehingga lebih sulit untuk diseimbangkan.
Saat cangkir terbalik, jari Anda berada di atas atau melewati com dan gerakan kecil apa pun yang dilakukan jari Anda tidak akan menghasilkan torsi tentang com sehingga lebih mudah untuk menyeimbangkan.
Gambar milik google.
Saya tidak bisa mendapatkan gambar yang lebih baik dari yang ini.
PENJELASAN
Ini karena cangkir yang biasanya Anda pegang dengan satu jari berada dalam keseimbangan yang tidak stabil dan penyimpangan ringan dari garis vertikal dapat menyebabkannya jatuh. Namun ada kalanya Anda bisa mengelolanya menjadi satu jari. Karena pusat massa cangkir berada di atas ketinggian yang layak (bahkan penyimpangan ringan dapat menyebabkan jatuh.
Itulah mengapa Anda perlu menggunakan jari Anda yang lain untuk mengaturnya agar seimbang.
Anda mungkin telah melakukan tugas menyeimbangkan buku dengan satu jari dan memutarnya atau hanya menyeimbangkannya.
Bukankah tugas itu lebih mudah?
Anda hanya perlu mencari titik ekuilibrium dan tada!
Ini lebih mudah karena ketinggian pusat massa di atas titik kontak Anda sangat kecil. Sehingga memudahkan untuk tetap lurus ( intusi manis tanpa menggunakan yang namanya torsi ). (Dan jangan lupakan gesekan disana)
Skenario lain
Saat cangkir terbalik.
Kemudian penyimpangan kecil alih-alih menentang Anda membantu meluruskan cangkir. (Sehingga membuat tugas Anda lebih mudah)
Dr jh telah menjelaskan dengan mengambil torsi tentang pusat massa tetapi bisa dijelaskan lebih baik jika kita melihatnya tentang titik kontak jari dan cangkir.
Saat cangkir tegak, gravitasi memberikan torsi dengan gaya yang bekerja pada pusat massanya yang berada di atas jari Anda. Gangguan kecil akan menyebabkan rotasi di sekitar titik kontak dan berputar menjauh dari posisi aslinya. Ini adalah keseimbangan yang tidak stabil dan ini seperti menyeimbangkan pensil di ujung jari Anda.
Ketika terbalik, itu adalah keseimbangan yang stabil dan setiap gangguan akan dikembalikan ke posisi semula dengan bantuan gravitasi. Jenis seperti pendulum.
Pikirkan tentang posisi pusat massa cangkir.
Dengan asumsi itu bukan satu dengan dasar yang anehnya berat atau dinding tipis, dinding akan menempatkan pusat massa itu di sekitar tengah interior berlubang dari cangkir.
Jari Anda sekarang bertindak sebagai titik tumpu. Dengan demikian, pusat massa dan ujung jari Anda, pada dasarnya, membentuk pendulum yang sangat aneh, dengan pusat massa menjadi bob, dan jari Anda menjadi ujung jangkar.
Sekarang, apakah pendulum lebih stabil dan mudah dikendalikan saat mengarah ke bawah, atau saat mengarah ke atas? Ke arah manakah "pendulum" ini menunjuk (gambar panah dari ujung jari Anda ke pusat massa)?
Anggap saja seperti ini: Pusat gravitasi cangkir ingin serendah mungkin, bukan? Pertimbangkan ujung jari Anda sebagai titik tumpu. Jadi ketika cangkir berada di atas ujung jari Anda, begitu pula pusat massanya, sehingga kemiringan sekecil apa pun memungkinkan cangkir berputar sehingga pusat massanya turun. Jika cangkir terbalik, pusat massa berada di bawah ujung jari Anda. Bahkan kemiringan yang besar akan kembali ke keseimbangan tanpa jatuh, karena berputar kembali ke normal.
Ternyata pertanyaan sederhana yang banyak mengajarkan tentang kendala.
Saya pikir ringkasan satu kalimat yang paling sederhana adalah bahwa konfigurasi awal yang 'berbeda' menentukan jenis keseimbangan terakhir yang dicapai dengan berlalunya waktu.
Seperti dalam, konfigurasi pertama melibatkan jari Anda penutup yang diseimbangkan di ujung jari Anda, sekarang kecuali Anda memiliki jari yang lebar, akan sangat sulit untuk mempertahankan gaya yang Anda terapkan tepat di tengah. Jika ada beberapa ketidakakuratan dari pusat, maka gravitasi akan memelintir dan mengubah objek untuk jatuh ke keadaan energi paling sedikit di mana ia akan berada di tanah.
Untuk berhasil mencapai keseimbangan, Anda perlu memposisikan jari Anda sedemikian rupa sehingga torsi total yang dihasilkan oleh setiap jari adalah nol. Ini masalah yang sama dengan mencari tahu di mana kita harus menyimpan 'kaki' meja agar strukturnya kokoh.
Pada konfigurasi kedua, jari Anda sedikit tertekan dan ini menciptakan gaya berlawanan untuk melawan deformasi itu, ini melawan gravitasi. Bayangkan untuk meletakkan beban di atas trampolin, setelah tertekan, ia memberikan gaya yang berlawanan agar benda memantul ke luar.