Обертові магнітні кульки

0
1


Напевно багато хто бачив в продажі ось такі магнітні кульки. Це досить сильні неодимові магніти, з яких можна робити різні фігурки і взагалі пізнавально проводити час, крутячи їх в руках 🙂 Виявляється, з ними можна поставити ще один тип експериментів — зіштовхувати їх (я сам не здогадався, мені показали).

Якщо два таких кульки катнути назустріч один одному з великою швидкістю, вони, зіткнувшись, злипаються і починають шалено крутитися. Виглядає це приблизно так (якщо вбудоване відео не працює, ось прямий лінк):

Іноді при зіткненні відбуваються і інші цікаві явища: наприклад, обоє кульки, зчепившись, можуть підстрибнути вгору на кілька сантиметрів, а зрідка вони замість зчеплення пружно розсіюються (без зіткнення!) на досить великі кути.

Але тут я хочу звернути увагу не на ці побічні явища, а на деякі дивацтва самого обертання. Кульки довго обертаються з досить великою швидкістю, а потім різко зупиняються. Навіть якщо припустити, що кульки при обертанні не ковзають по підлозі, а катаються, так що коефіцієнт тертя дійсно маленький, то зовсім незрозуміло, з чого це вони так різко зупиняються.

До речі, якщо припустити, що вони не катаються, а ковзають, то виходить зовсім дивно. Справа в тому, що для більш-менш плоских предметів є така закономірність: обертання і ковзання зупиняються одночасно. На цьому відео не дуже помітно, але якщо поставити експеримент з сильним дисбалансом швидкостей (наприклад, один з кульок нерухомий), то можна помітити, що поступальний рух припиняється тут же, за частку секунди, а обертання може тривати десяток секунд.

Загалом, я тоді взяв фотоапарат і познімав обертаються кульки на різних витримках. Освітлення я налаштував таке: яскрава майже точкова лампа з одного боку. В результаті на знімках кульки виходили розмитими, але яскраве відображення на боках прочерчивало чітку дугу. Ось наприклад декілька кадрів з одного такого сеансу обертання: на початку обертання, в середині і після зупинки.

Витримка на цих знімках становила 1/200 с. Завдяки чіткій яскравою дузі можна приблизно оцінити, на яку частину повного кола встигли провернутися кульки, а значить обчислити частоту їх обертання. Кадри робилися приблизно раз в секунду, і тому можна було виміряти дугу на кожному кадрі і подивитися, як швидкість обертання змінювалася з часом. Я не полінувався, зробив це з однією серією, і вийшло ось які результати:

Частота обертання кульок в залежності від часу.

Тут все звичайно дуже приблизно, похибка я можу оцінити в районі 20%, але загальна тенденція видно: швидкість обертання падає з часом плавно, а потім раптом різко обривається до нуля.

Розглядаючи отримані знімки, я звернув увагу ще на одну особливість, яку спочатку не помітив оком, — і вирішив познімати обертаються кульки збоку.

І як ви думаєте, що я там побачив? 🙂

Update: продовження — окремим постом.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here