Учёные выяснили, почему бирдекели не летают по прямой

Физики из Института радиационной и ядерной физики имени Гельмгольца и Института астрономии имени Аргеландера при Боннском университете провели исследование, чтобы вычислить, почему бирдекели кувыркаются в воздухе, а не летают по прямой. Ученым удалось найти ответы, а их исследование может подсказать, как значительно повысить точность и дальность броска.

Сама идея исследования появилась во время экскурсии группы ученых в Мюнхен. Когда физики сидели в баре, они задались вопросом, почему подставки под пиво ведут себя таким издевательским образом.

По возращении из бара учёные разработали машину для метания бирдекелей, которая с помощью вращающихся валов выстреливала однотипные диски со скоростью 16 метров в секунду. Эти полёты снимали на камеру с частотой 500 кадров в секунду, чтобы проверить, соответствуют ли реальности теоретические предположения чтобы увеличить дальность полёта, бирдекель нужно закрутить.

Ожидалось, что подставка под пивной стакан будет летать так же, как фрисби, «боковым вращением». Но траектория такого летающего кружка остается все еще малопредсказуемой. За случайное время бирдекель в зависимости от направления вращения начинает поворачиваться либо влево, либо вправо. Если он не упадёт на землю, то полетит с обратным вращением. Именно так ведут себя плоские предметы из-за взаимодействия между гравитационной и подъемной силами при сохранении углового момента. Появляется момент силы (или крутящий момент), приводящий к прецессии, разворачивающей объект в противоположную сторону. Когда кружок закручивают, он становится своего рода волчком и немного стабилизируя полёт, на какое-то время предотвращает опрокидывание.

В это же время кружок выпрямляется и перестает быть параллелен земле, располагаясь вертикально в воздухе и приобретая обратное вращение. В полете он быстро теряет высоту и падает на землю. Этот процесс характерен для всех плоских круглых предметов.

Но всё же автор идеи эксперимента Иоганн Остмайер рассказал маленький секрет:

— Тем, кто хочет бросить действительно далеко и точно, следует расположить диск вертикально и добиться, чтобы он вращался назад.