Tekst źródłowy strony Precesja

[[Plik:Gyroscope precession.gif|thumb|Precesja [[żyroskop]]u]]
[[Plik:Praezession.svg|thumb|200px|Ruchy osi planety („p” – precesja)]]
'''Precesja''' lub '''ruch precesyjny''' – [[zjawisko]] zmiany kierunku [[oś obrotu|osi obrotu]] obracającego się ciała<ref name="epwn">{{Encyklopedia PWN | id = 3961996 | tytuł = precesja | data dostępu = 2021-10-14}}</ref>. Oś obrotu sama obraca się wówczas wokół pewnego kierunku w przestrzeni zakreślając [[Stożek (bryła)|powierzchnię boczną stożka]].

== Precesja przy nieobecności sił zewnętrznych ==
Precesja występuje w przypadku swobodnie obracającej się bryły, gdy na ciało nie działają żadne siły zewnętrzne. Dzieje się tak wówczas, gdy oś, wokół której obraca się bryła, nie pokrywa się z żadną z [[Elipsoida bezwładności|osi głównych]] [[Tensor momentu bezwładności|tensora momentu bezwładności]].

== Precesja wymuszona ==
Precesja wymuszona występuje wówczas, gdy [[ciało (fizyka)|ciało]] obracające się dookoła osi zostanie poddane [[moment siły|momentowi siły]] ze składową prostopadłą do [[moment pędu|momentu pędu]] ciała. Wtedy oś obrotu ciała wykonuje ruch kreśląc sobą powierzchnię w kształcie bocznej powierzchni [[Stożek (bryła)|stożka]]. Zjawisko to może być zaobserwowane na przykładzie wirującego [[Bąk (fizyka)|bąka]], gdy oś bąka nie jest pionowa, [[grawitacja]] stara się przewrócić bąka, ale bąk nie przewraca się, a charakterystycznie zatacza się, co jest właśnie precesją.

Okres zataczania okręgu przez oś obrotu ciała jest wprost proporcjonalny do [[prędkość kątowa|prędkości kątowej]] ruchu obrotowego i [[moment bezwładności|momentu bezwładności]] ciała oraz odwrotnie proporcjonalny do momentu siły zaburzającej. Wyraża to wzór:
:: <math>T_p = \frac{4\pi^2I_s}{QT_s}</math>
: gdzie:
: ''I<sub>s</sub>'' – moment bezwładności;
: ''Q'' – moment siły;
: ''T<sub>s</sub>'' – okres obrotu ciała wokół osi;
: ''T<sub>p</sub>'' – okres zakreślania powierzchni stożkowej przez oś ciała.

[[Prędkość kątowa]] precesji podpartego ciała znajdującego się w jednorodnym polu grawitacyjnym nie zależy od kąta wychylenia ciała od pionu i wyraża się wzorem:
: <math>\omega_{pr} = \frac{mgl}{I_s\omega}</math>

gdzie:
: ''I<sub>s</sub>'' – moment bezwładności;
: ''m'' – masa ciała;
: ''g'' – [[przyspieszenie ziemskie]]
: ''l'' – wysokość ciała (ramię [[moment siły|momentu siły]]), odległość od podparcia do [[Środek masy|środka masy]] ciała;
: <math>\omega</math> – prędkość kątowa obrotu ciała;
: <math>\omega_{pr}</math> – prędkość kątowa precesji, czyli prędkość kątowa osi obrotu ciała.

Precesji może towarzyszyć [[nutacja]], wówczas pojawiają się dodatkowe „wahnięcia”.

=== Precesja osi Ziemi ===
[[Plik:Precession animation small new.gif|thumb|200px|Precesja z okręgiem zakreślanym przez oś ziemską (animacja)]]
[[Plik:N_pole_precession.png|mały|200px|Projekcja ścieżki precesji bieguna północnego na stałym niebie epoki J2000.0 dla przedziału czasowego od 48000 p.n.e. do 52000 n.e.<ref>{{Cytuj |autor = J. Vondrák, N. Capitaine, P. Wallace |tytuł = New precession expressions, valid for long time intervals |czasopismo = Astronomy & Astrophysics |data = 2011-10 |data dostępu = 2023-01-25 |issn = 0004-6361 |wolumin = 534 |s = A22 |doi = 10.1051/0004-6361/201117274 |url = http://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/201117274}}</ref>]]
{{osobny artykuł|Precesja lunisolarna}}
Jest to zjawisko przejawiające się wykonywaniem przez oś [[Ziemia|Ziemi]] ruchu po powierzchni bocznej stożka o wierzchołku w środku Ziemi. Innymi słowy, oś ziemska kreśli na tle nieba okrąg. Zakreślenie pełnego okręgu trwa około 26 000 lat. Okres ten nazwano [[rok platoński|rokiem platońskim]].

Zjawisko to jest wywołane przez [[grawitacja|oddziaływanie grawitacyjne]] ze strony [[Księżyc]]a i [[Słońce|Słońca]]. Oś obrotu Ziemi nie jest prostopadła do jej płaszczyzny obiegu wokół Słońca ([[ekliptyka|ekliptyki]]), ale pochylona pod kątem ok. 66,5°. Jednocześnie Ziemia nie jest kulą, jest spłaszczona na biegunach. Różnice w wartości i kierunku przyciągania bliższej i dalszej od Słońca części Ziemi wytwarzają moment siły dążący do ustawienia osi obrotu Ziemi prostopadle do kierunku Ziemia – Słońce. W rezultacie tego momentu siły i obrotu Ziemi jej oś obrotu ulega precesji, czyli porusza się po powierzchni bocznej stożka. Skutkiem precesji Ziemi [[równik niebieski]] wędruje ruchem wstecznym po ekliptyce z prędkością 1° na 72 lata, a [[biegun niebieski]] zakreśla wokół [[Biegun ekliptyki|bieguna ekliptyki]] okrąg, którego [[Odległość kątowa|promień]] wynosi ok. 23,5°.<ref>[http://www.wiw.pl/astronomia/a-precesja.asp ''Precesja'' w: ''Astronomia i kosmologia''], [https://zapytajfizyka.fuw.edu.pl/pytania/precesja-ziemi-a-data-rownonocy/ ''Precesja Ziemi a data równonocy''].</ref> Dlatego też [[Gwiazda Polarna]] nie zawsze znajdowała się na biegunie nieba. W epoce Starego Państwa Egiptu jej rolę spełniała ''α'' [[Gwiazdozbiór Smoka|Smoka]] zwana [[Thuban]]. Za 11 tysięcy lat będzie tam się znajdować [[Wega]]<ref>{{Cytuj stronę |url = http://hufu4.republika.pl/strona4/precesja/precesja2.htm |tytuł = ''Mapa nieba obrazująca przemieszczanie się bieguna północnego'' |opublikowany = hufu4.republika.pl |archiwum = https://web.archive.org/web/20130728124534/http://hufu4.republika.pl/strona4/precesja/precesja2.htm |zarchiwizowano = 2013-07-28}}</ref>. Podobnie przesuwa się po ekliptyce [[punkt Barana]], inaczej zwany punktem równonocy wiosennej. Precesja powoduje również różnicę między [[rok gwiazdowy|rokiem gwiazdowym]] a [[rok zwrotnikowy|rokiem zwrotnikowym]] wynoszącą około 20 minut.

Precesja osi Ziemi została odkryta przez [[Hipparchos z Nikei|Hipparcha]] w 130 roku p.n.e. Możliwe, że zjawisko to było znane i obserwowane już tysiące lat wcześniej, w starożytnym [[Sumer]]ze, a później w [[Starożytny Egipt|Egipcie]]<ref>''Kopernik, astronomia, astronautyka: przewodnik encyklopedyczny''. Praca zbiorowa pod red. Włodzimierza Zonna, Warszawa, PWN, 1973, s. 230, hasło „precesja”.</ref>.

=== Precesja innych ciał niebieskich ===
{{osobny artykuł|Precesja planetarna}}
Oś obrotu większości [[Ciało niebieskie|ciał niebieskich]] podlega precesji. Dotyczy to również planet [[Układ Słoneczny|Układu Słonecznego]].

W Układzie Słonecznym, poza precesją planet w ruchu obrotowym wokół własnej osi, występuje również zjawisko zmian orbit planet w ruchu obiegowym wokół Słońca. Jego skutkiem jest [[ruch peryhelium]], nazywany często precesją peryhelium. Najsilniej efekt ten przejawia się w przypadku [[Merkury|Merkurego]]. Zaobserwowany ruch [[peryhelium]] Merkurego tylko częściowo daje się wytłumaczyć na gruncie klasycznego oddziaływania grawitacyjnego z innymi planetami. Okazało się, że uwzględnienie efektów wynikających z [[ogólna teoria względności|ogólnej teorii względności]] [[Albert Einstein|Einsteina]] pozwala wyjaśnić to zaburzenie. Dokładne pomiary ruchu peryhelium Merkurego stanowiły jeden z pierwszych doświadczalnych [[Testy doświadczalne ogólnej teorii względności#Precesja peryhelium Merkurego|dowodów tej teorii]].

== Etymologia ==
Słowo precesja pochodzi od [[Łacina|łacińskiego]] ''praecessio aequinoxii'' (wyprzedzanie równonocy), czyli spowodowanego precesją osi ziemskiej przesuwania się [[punkt Barana|punktu Barana]]<ref>[https://archive.is/20130503223211/http://www.slownik-online.pl/kopalinski/89DB8E1C84EB01C6C12565810000B4CB.php ''Słownik wyrazów obcych'': precesja].</ref>.

== Zobacz też ==
{{Commonscat|Precession}}
{{Wikisłownik|precesja}}
* [[Gwiazda Polarna]]
* [[żyroskop]]

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

{{Kinematyka}}
{{Kształt i ruch Ziemi}}

{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Precesja| ]]
[[Kategoria:Mechanika bryły sztywnej]]