Teorema rachetei de tenis

Teorema rachetei de tenis sau teorema axei intermediare este un rezultat din mecanica clasică care descrie mișcarea unui corp rigid care are trei momente de inerție principale distincte. Fenomenul este numit și efectul Djanibekov, după cosmonautul sovietic Vladimir Djanibekov^⁠(d), care a observat una dintre consecințele logice^⁠(d) ale teoremei în timp ce se afla în spațiu în 1985,^[1] deși efectul era deja cunoscut cu cel puțin 150 de ani înainte de aceasta și fusese inclus într-o carte a lui Louis Poinsot în 1834.^[2][3]

Teorema descrie următorul efect: rotațiile unui obiect în jurul primei și a treia axe principale sunt stabile, în timp ce rotația în jurul celei de a doua axe principale (sau axa intermediară) nu este.

Acest lucru poate fi demonstrat cu următorul experiment: se ține o rachetă de tenis de mâner, cu fața la orizontală, și se aruncă în aer, astfel încât să efectueze o rotație completă în jurul axei orizontale perpendiculare pe mâner, apoi se prinde din nou de mâner. În aproape toate cazurile, în timpul acelei rotații, fața va efectua și ea o jumătate de rotație, astfel încât acum racheta este cu cealaltă față orientată în sus. Este ușor în schimb să se arunce racheta astfel încât să se rotească în jurul axei mânerului (ê₁ în diagramă), mișcare care nu mai este însoțită de semirotația în jurul altei axe; de asemenea, ea se poate roti și în jurul axei verticale perpendiculare pe mâner (ê₃) tot fără nicio altă semirotație.

Experimentul poate fi efectuat cu orice obiect care are trei momente diferite de inerție, de exemplu cu o carte, o telecomandă sau un smartphone. Efectul apare ori de câte ori axa de rotație^⁠(d) diferă doar puțin de a doua axă principală a obiectului; rezistența aerului sau gravitația nu sunt necesare.^[4]