נקיפה

נקיפה היא התופעה, המוכרת מסביבונים ומג'ירוסקופים, שבה ציר הסיבוב עצמו מתווה חרוט איטי במקום ליפול. אינטואיטיבית, סביבון מסתובב אמור ליפול: הכבידה מושכת למטה, הציר דוחף למעלה, והמומנט המתקבל אמור להטות את הסביבון. וכך הוא אכן עושה — אך לא בכיוון שהכבידה תרמוז עליו. במקום זאת, ציר הסיבוב של הסביבון נוקף, ומסתובב באיטיות סביב האנך.

המנגנון הוא תולדה קפדנית של τ = dL/dt. לסביבון מסתובב יש תנע זוויתי L לאורך ציר הסיבוב שלו. המומנט של הכבידה τ הוא אופקי, ניצב ל־L. על פי τ = dL/dt, המומנט הזה אינו יכול לשנות את העוצמה של L (מה שהיה דורש רכיב מקביל); הוא יכול רק לשנות את כיוונו. לפיכך L מסתובב במישור האופקי — ומכיוון ש־L הוא לאורך ציר הסיבוב, ציר הסיבוב מסתובב איתו. המהירות הזוויתית של הנקיפה Ω מקיימת τ = Ω × L, ונותנת Ω = (m·g·r)/(I·ω) עבור סביבון המונע בכבידה.

הנקיפה היא הסיבה שג'ירוסקופים מתנגדים להטייה: כל דחיפה צידית על דיסק מסתובב מחוללת מומנט הגורם לציר רק לנקוף, לא ליפול. אותה פיזיקה מסבירה את הנקיפה של 26,000 שנה של ציר הסיבוב של כדור הארץ (הנגרמת ממומנטי גאות של הירח והשמש על בלט קו המשווה), את הטלטול האיטי של עמוד השדרה של חתול נופל באוויר, ואת היציבות של אופניים ואופנועים במהירות.