На чем основано действие powerball

Гироскоп

Принцип работы powerball довольно прост. Его действие основано на принципе работы гироскопа. Суть этого принципа состоит в том, что при приложении к гироскопу постоянной внешней силы, он начинает оборачиваться вокруг некой оси, которая не совпадает по направлению с основной осью, как говорят, начинает прецессировать. Направление вращения при этом не совпадает с направлением прикладывания внешней силы. Величина прецессии прямо пропорциональна размеру внешней приложенной силы.

Если прекратить внешнее воздействие, процесс прецессии также мгновенно закончится, однако ротор будет продолжать вращаться. Вот мы теоретически и разобрали, как работает  powerball, который используется для тренировки кистей и предплечий рук.

Запустить powerball можно как с помощью специальной нитки, намотав ее на ротор и резко выдернув, так и скользящим и быстрым движением пальца. Раскрутив ротор до 2-3-х тысяч об./мин, человек, который держит его в руке, может, совершая круговые движения кистью руки, раскрутить его до довольно большой скорости. На моделях тренажеров, предназначенных для профессиональных тренировок, устанавливаются электронные счетчики скорости вращения ротора. Мировой рекорд на тренажере  powerball – 16218  об./мин.

Принцип работы гироскопического тренажера

Распределение сил в гироскопическом тренажере

Ось гироскопа крепится в роторе и двигается по специальной канавке внутри корпуса тренажера. При первоначальной раскрутке ротора (из-за наклона устройства) один конец оси начинает оборачиваться по верхней грани канавки, а другой, соответственно, по нижней. При соприкосновении оси ротора, который вращается, с верхней и нижней гранями канавки, начинается прецессия. В результате ось ротора начинает кольцевое движение по ней.

Естественно, что во время вращения, при соприкосновении оси с гранями канавки возникает сила трения. В зависимости от величины этой силы скорость вращения гороскопа может либо замедляться, либо ускоряться. Наибольшая скорость вращения ротора будет достигнута, когда его ось начнет, как бы  скользить по граням канавки. В силу важности силы трения для работы тренажера, его нельзя смазывать.

Более подробно принцип работы гироскопического тренажера смотрите в Википедии.