Precesión en el Giro de una Peonza

Un trompo que gira rapidamente, precederá (realizará un movimiento de precesión) en una dirección determinada por el par ejercido por su peso. La velocidad angular de la precesión es inversamente proporcional a la velocidad angular del giro, de manera que la precesión es más rápida y mas pronunciada, cuando se va parando la peonza o trompo. La dirección del par de precesión se puede visualizar con la ayuda de la regla de la mano derecha.

Lance a girar un trompo sobre una superficie plana, y verá su extremo superior como se desplaza lentamente, dibujando un círculo alrededor de una dirección vertical, en un proceso llamado precesión. A medida que la velocidad del giro del trompo disminuye, verá como esta precesión se hace mas y mas rápida. Luego empieza a cabecear arriba y abajo al tiempo que hace la precesión y finalmente cae. Mostrando que la velocidad de precesión se hace más rápida cuando la velocidad de giro se vuelve más lenta, como un problema clásico de la mecánica. El proceso se resume en la siguiente ilustración.

Este proceso, involucra un considerable número de conceptos físicos y matemáticos. El momento angular del giro del trompo está dado por su momento de inercia multiplicado por su velocidad de giro, pero este ejercicio, requiere un conocimiento de la naturaleza vectorial. Se ejerce un par sobre el eje que pasa por el punto de apoyo del trompo por medio del peso del trompo actuando sobre su centro de masa con un brazo de palanca respecto de aquel punto de apoyo. Puesto que el par es igual a la tasa de cambio de la velocidad angular, nos da una forma de relacionar el par al proceso de precesión. De la definición del ángulo de precesión, la tasa de cambio del ángulo de precesión θ se puede expresar en términos de la tasa de cambio del momento angular y por lo tanto en términos de par.

La expresión para la velocidad angular de precesión es válida solamente, bajo las condiciones donde la velocidad angular de giro ω es mucho mas grande que la velocidad angular de precesión ω_P. Cuando la parte superior del trompo se ralentiza, comienza a tambalearse, lo que indica que están entrando en juego, tipos más complicados de movimiento.