Чтоб упростить дело, сделаем допущение, что центр инерции совпадает с центром шарика. Этим мы переоценим силу и недооценим момент инерции, так что оценка будет завышена.
Момент инерции пера: m*l^2/3 = 0,33*rho(Fe)*d*s*l^3.
Квадрат радиуса шарика: 4*(pi/3)*R^3*rho(Fe) = m, R^2 ~= [m/(4*rho(Fe)]^{2/3}
Момент инерции шарика: 2*m*R^2/5 = 0,16*m^{5/3}/rho(Fe)^{2/3} = 0,16*(rho(Fe)*d*s*l)^{5/3}/rho(Fe)^{2/3} = 0,16*rho(Fe)*(d*s*l)^{5/3}
Полный момент инерции есть сумма обоих: I ~= 0,16*rho(Fe)*[2*d*s*l^3 + (d*s*l)^{5/3}]
Плечо аэродинамической силы есть l/2. Сама средняя сила есть rho(air)*v^2*S = rho(air)*l*s*(2*g*H/3), так что средний момент 0.33*rho(air)*l^2*s*g*H.
Подставляем (в сантиметрах):
2*(1,2/7000)*150^2/[2*0,3*10+(0,3^5*2^2/10)^{1/3}] ~= 7,7/[6 + 0.1] ~= 1,3 рад, или ок. 80 град.
Хм. Нда, не совсем то, что я ждал. :) Это, конечно, завышенная оценка, но уж какая есть... По правде говоря, я не думал, что будет так много. Но с размерностями, вроде, все в порядке, проверьте, не напортачил ли еще где.
С другой стороны, модель пера я взял нехаляльную. Тяжелый шарик на конце я поместил как раз для того, чтоб увеличить момент как можно сильнее. Стоит убрать шарик и сделать перо более-менее симметричным – результирующий момент сил сразу упадет на порядок и больше (как из-за уменьшения плеча, так и из-за уменьшения неуравновешенной силы). В идеале, когда шарика нет вовсе, момента вообще нет.
Так что не вижу никаких препятствий не идти на такие крайности (ставить тяжелый шарик, не создающий уравновешивающей аэродинамической силы). Моменты совершенно реально уменьшить на порядок, и никакого заметного вращения не будет (а если что и будет, оно всегда может быть списано за небольшое возмущение в процессе отпускания).
