¿Qué causa que un giroscopio se pare verticalmente?

Aunque la perspectiva de la partícula rara vez se considera, probablemente porque no es muy útil para resolver problemas, es igualmente válida y ciertamente he descubierto que puede ayudar a desarrollar la intuición en este tipo de problemas.

El truco es pensar en las fuerzas que no actúan directamente sobre el cuerpo, sino que imparten un impulso que luego mueve el cuerpo . Cuando empujas un objeto giratorio, impartes un impulso, que agrega impulso en la dirección de la fuerza. Antes de que el impulso pueda hacer que el cuerpo se mueva, sin embargo, se ha girado un poco, por lo que el impulso ahora apunta en una dirección diferente. A medida que el objeto, y ese impulso, gira alrededor del cuerpo se mueve en diferentes direcciones. Si sumas todos los pequeños movimientos, encontrarás que el movimiento neto del cuerpo es el mismo que si hubieras considerado los pares y el momento angular.

Considere, por ejemplo, el ejemplo canónico de la rueda de bicicleta giratoria. Cuando se libera, la gravedad agrega impulso apuntando desde la rueda al suelo, pero antes de que la rueda pueda responder, ese impulso se ha girado. Si la rueda gira lo suficientemente rápido, el impulso promediado en toda la rueda apunta hacia los lados, lo que hace que gire.

El Universo Mecánico tiene algunas imágenes agradables que describen el proceso (a partir de las 6:30 más o menos):
. Mira el episodio completo para ambas perspectivas.

No creo que mirar el nivel de partículas sea demasiado útil. Un giroscopio es un cuerpo rígido. Por lo tanto, genera una fuerza a partir de una acción de torque y palanca, de la misma manera que puede impartir una fuerza al extremo de un palo de escoba sosteniéndolo y aplicando un torque en el otro extremo.

La mayoría de los giroscopios de juguete / demostración que he visto tienen una bolita que pones en una taza pequeña. La copa evita que la pelota se deslice hacia un lado y deje caer el giroscopio. Los pares en el giroscopio usan esa cosita de bola / copa como punto de apoyo.

Debes notar que si pruebas un giroscopio en una superficie muy lisa, como por ejemplo un piso de madera pulido, se cae mucho más rápido.