Pyörän kaatumisen salaisuus piilee avaruudessa! Opi presessiosta maapallopyörän avulla
Tässä puhuu Science Trainer Ken Kuwako. Jokainen päivä on uusi koe.
Kokeile itse prekessioliikettä maapallohyrrän avulla!
Oletko koskaan miettinyt, miksi hyrrä ei kaadu? Se vain pyörii, mutta silti pysyy pystyssä hämmästyttävän vakaasti. Kun ymmärtää tämän ilmiön salaisuuden, fysiikka alkaa tuntua aivan uudella tavalla kiehtovalta.
Tarkastelimme prekessioliikettä niin sanotun maapallohyrrän avulla. Sen sisällä oleva kiekko pyörii suurella nopeudella, mikä pitää akselin vakaasti pystyssä. Tätä kutsutaan gyroskooppiseksi vaikutukseksi. Pyörivillä esineillä on taipumus säilyttää pyörimisakselinsa suunta. Sama ilmiö auttaa esimerkiksi polkupyörää pysymään tasapainossa: pyörivät renkaat toimivat kuin gyroskoopit. Maapallohyrrässä tapahtuu täsmälleen sama asia. Niin kauan kuin sisäinen kiekko pyörii nopeasti, akseli pysyy vakaana ja suorassa.
Kun hyrrää kallistaa, tapahtuu jotain yllättävää
Jos kallistat hyrrää samalla, kun sen sisäinen kiekko pyörii, koko hyrrä alkaa tehdä erikoista heilurimaista liikettä. Katso video:
Kun hyrrä asetetaan hieman vasemmalle kallistettuna,
se alkaa liikkua ikään kuin yrittäisi estää itseään kaatumasta.
Mitä prekessioliike oikeastaan on?
Tätä erikoista heilurimaista liikettä kutsutaan prekessioksi.
Kuvitellaan tilanne. Kun pyörivä hyrrä kallistuu, painovoima yrittää vetää sen nurin. Mutta nopeasti pyörivä hyrrä ei vastusta tätä voimaa suoraan. Sen sijaan se reagoi hyvin odottamattomalla tavalla: se alkaa liikkua sivusuunnassa. Tämän seurauksena akseli ei kaadu painovoiman suuntaan, vaan alkaa kiertää ympyrämäistä rataa ikään kuin nyökytellen.
Ajattele, että joku työntäisi sinua suoraan edestäpäin. Sen sijaan että kaatuisit taaksepäin, pyörähtäisitkin sivulle. Prekessio muistuttaa hieman tällaista vastoin intuitiota tapahtuvaa liikettä. Fysiikassa ilmiö selitetään kulmaliikemäärän avulla. Pyörivään kappaleeseen varastoituu kulmaliikemäärää, ja kun siihen kohdistetaan ulkoinen voima, voima ja kulmaliikemäärä yhdessä ohjaavat liikettä yllättävään suuntaan.
Myös Maa tekee prekessioliikettä
Yllättävää kyllä, myös oma planeettamme tekee prekessiota. Maa pyörii akselinsa ympäri noin 23,4 asteen kallistuskulmassa. Kuun ja Auringon vetovoimat vaikuttavat kuitenkin Maahan niin, että sen pyörimisakseli keinahtelee hitaasti samalla tavalla kuin hyrrän akseli.
Tämän liikkeen jakso on peräti noin 26 000 vuotta. Maa siis ”nyökyttelee” hyvin hitaasti aikaskaaloissa, jotka ylittävät ihmisen käsityskyvyn.
Tämän vuoksi myös Pohjantähti vaihtuu aikojen kuluessa. Kun muinaisen Egyptin pyramidit rakennettiin, pohjoista taivasta ei hallinnut nykyinen Pohjantähti Polaris, vaan toinen tähti nimeltä Thuban. Prekessio ei siis ole pelkkä fysiikan kuriositeetti, vaan sillä on yhteys myös ihmiskunnan historiaan ja tähtitieteeseen.
Myös bumerangin paluu perustuu prekessioon
Prekessioliike on yksi niistä fysiikan ilmiöistä, joita on vaikea ymmärtää pelkän arkijärjen avulla. Juuri sama ilmiö liittyy myös siihen, miksi bumerangi palaa heittäjän luo.
Kun bumerangi lentää, se pyörii nopeasti. Sen ylä- ja alapuolisiin siipiin kohdistuu hieman erilaiset ilmanvoimat, mikä synnyttää kallistavan momentin. Prekession vuoksi bumerangi ei kuitenkaan kallistu suoraan voiman suuntaan, vaan alkaa kaartaa sivulle. Lopputuloksena se lentää suuren kaaren ja palaa takaisin heittäjälle.
On aika hämmästyttävää ajatella, että muinaisen metsästysvälineen toiminnan taustalla piilee sama fysiikka, joka ohjaa gyroskooppeja ja jopa Maan akselin liikettä.
Yhden pienen maapallohyrrän sisältä avautuu yhteys Maan pyörimiseen, avaruuden historiaan ja bumerangien lentoratoihin. Jos sinulla on mahdollisuus kokeilla sellaista itse, tartu tilaisuuteen – ilmiön näkeminen omin silmin tekee siitä vieläkin vaikuttavamman.
Yhteydenotot ja yhteistyö
Tieteen ihmeet kuuluvat kaikille! Sivustolta löydät helposti toteutettavia kotikokeita sekä selkeitä vinkkejä niiden onnistumiseen. Tutustu rohkeasti eri artikkeleihin!
・Tiedeblogin sisällöistä on julkaistu myös kirja. Lisätietoja täältä
・Lisätietoja sivuston ylläpitäjästä Ken Kuwakosta täältä
・Erilaiset yhteistyöpyynnöt (kirjoitustyöt, luennot, tiedetyöpajat, TV-asiantuntijatehtävät ym.) täältä
・Uusimmat artikkelipäivitykset löytyvät myös X:stä!
Science Ideas Channel julkaisee jatkuvasti uusia kokeiluvideoita!
５月のイチオシ実験！
キーンと冷えるドライアイス！気温が上がってくるこの時期・ドライアイスを使った昇華・凝結・等速度直線運動の実験はいかが？
液体ゼロ！ドライアイスが消えるまでの３時間を科学する（昇華・凝結・等速度直線運動）
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- 4月30日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ）の科学監修を担当しました。
- 5月8日（金）理科教育ニュースを担当しました。
- 6月14日（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 6月26日（金） 千葉大学の公開研究会（中学理科について授業公開予定）
- 7月18日（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
