Efecto Dzhanibekov

El efecto Dzhanibekov, también conocido como el teorema del eje intermedio o el teorema de la raqueta fue descubierto por el cosmonauta ruso en una misión espacial en 1985.

Dzhanibekov tomó una manivela en forma de T y la hizo girar sobre su eje principal. De repente cambió su eje de giro, se mantuvo un momento y volvió a girar como al principio. El proceso se repitió indefinidamente.

El fenómeno se basa en el teorema del eje intermedio:

El teorema describe el efecto siguiente: 

"La rotación de un objeto alrededor de su primer y tercer ejes es estable, mientras que la rotación alrededor de su segundo eje principal (o eje intermedio) no es". 

Esto puede ser demostrado con el experimento siguiente: tomar una raqueta de tenis por el mango, con el plano horizontal perpendicular al suelo, e intentar girarla en el aire por el eje perpendicular al mango. En casi todos los casos, la cara realizará media rotación, de modo que ahora la otra cara está arriba. Por contra, es fácil rotar la raqueta sobre el eje del mango sin la rotación acompañante alrededor de otro eje; esto es también posible con el eje vertical perpendicuar al plano. 

El experimento puede ser realizado con cualquier objeto que tiene tres momentos diferentes de inercia, como un libro, smartphone o control remoto. El efecto ocurre siempre que el eje de rotación difiere ligeramente del segundo eje principal del objeto; la resistencia de aire o la gravedad no son necesarias. 

Imagínate que lanzas una raqueta de tenis aquí en la Tierra. Se puede girar sin rotación de manera irregular a lo largo de dos de los tres ejes principales, «Y» y «Z»: En este ejemplo, las rotaciones más estables ocurren alrededor de los ejes «x» y «z». Sin embargo, tratar de girar la raqueta alrededor del eje x, haría que la raqueta cayera y girara antes de regresar a tu mano. Esto es porque el eje «x» es el eje intermedio de rotación. Debido a que la raqueta se ve obligada por la física a volver a girar alrededor del eje «Y» o «Z», cualquier movimiento adicional voltea la raqueta y la hace caer.

La explicación práctica que nos da Wikipedia es la siguiente: “tome una raqueta de tenis por el mango, con el plano horizontal perpendicular al suelo, e intente girarla en el aire por el eje perpendicular al mango. En casi todos los casos, la cara realizará media rotación, de modo que ahora la otra cara está arriba. Por contra, es fácil rotar la raqueta sobre el eje del mango sin la rotación acompañante alrededor de otro eje; esto es también posible con el eje vertical perpendicular al plano.” A no ser que su visión espacial y sus conocimientos de tenis sean muy buenos, cuesta seguirlo. 

Para saber más:

https://www.youtube.com/watch?v=NDxIjNDJNTg&feature=youtu.be