Απάντηση

Η απάντηση είναι η (α): Το ανώτερο τμήμα θα περιστρέφεται πιο αργά και θα γέρνει προς τα πίσω όπως φαίνεται στο σκίτσο (α) της ερώτησης. Αυτό μπορεί να διαπιστωθεί και από το video, κάνοντας Click στην παρακάτω φωτογραφία.

Η γωνιακή επιτάχυνση α για καθένα από τα δύο τμήματα, καθορίζεται από το λόγο της ασκούμενης ροπής στο τμήμα αυτό (γύρω απ’ το σημείο επαφής) προς την ροπή αδράνειας. Απλοποιώντας το σύστημα θεωρούμε ότι όλες οι μάζας και οι ροπές δρουν στο κέντρο κάθε τμήματος: a=(m.g.rsinz)/(m.r²)=(g/r)sinz, όπου z είναι η γωνία που σχηματίζει η καμινάδα με την κατακόρυφο. Με βάση αυτά η γωνιακή επιτάχυνση είναι μικρότερη για το τμήμα το απομακρυσμένο από το σημείο της βάσης, γύρω απ’ το οποίο η καμινάδα περιστρέφεται. Συνεπώς το ανώτερο τμήμα θα πέφτει προς τα πίσω.

Ένα άλλο σημαντικό πείραμα το οποίο υπόκειται σε αυτή την αρχή είναι η πτώση της μπάλας στην αρθρωτή ράβδο, που φαίνεται στην παρακάτω φωτογραφία. Κάντε Click στη φωτογραφία για να δείτε το video. Επειδή η ράβδος περιστρέφεται πιο γρήγορα από την μπάλα, η μπάλα πέφτει μέσα στο κύπελλο.