Wahadło Maxwella

Takie duże jo - jo jest nazywane wahadłem Maxwella. Krążek rozwija się powolutku w dół, po czym sam podjeżdża do góry.

Powolny ruch wahadła w dół jest spowodowany dużym tzw. momentem bezwładności. Wahadło nie tylko "spada" ale i kręci się. Kręcące się wahadło Maxwella akumuluje dużo energii, jak rozpędzone koło samochodowe, bardzo niebezpieczne, jeśli się przypadkiem urwie.


Dobra znajomość praw ruchu pozwala na skomplikowane wariacje z jojem. Młodzi ludzie potrafią robić z nim przedziwne rzeczy.

Powolny, w porównaniu ze spadkiem swobodnym, ruch wahadła jest spowodowanym znacznym udziałem ruchu obrotowego w bilansie energii.


O ile w cylindrze swobodnie się staczającym udział energii ruchu obrotowego w całkowitej energii kinetycznej wynosi 1/3, to dla dużego cylindra o promieniu R na małej osi r energia kinetyczna ruchu postępowego wynosi ½mv2 a energia ruchu obrotowego ¼mv2(R/r)2. v jest prędkością środka masy (moment bezwładności cylindra pustego wynosi mr2 a cylindra pełnego ½mr2).

Przyjmując, jak w naszej konstrukcji, R = 5 cm a r = 0.5 cm, w ruchu obrotowym zmagazynowane jest 50 razy więcej energii niż w ruchu posuwistym.

Wahadło spada z przyspieszeniem będącym "rozcienczonym" przyspieszeniem grawitacyjnym: 2g(r/R)2, w naszym przypadku 1/50 przyspieszenia ziemskiego.