Исследование динамики потенциальной энергии волчка Томпсона и его применение в потенциометрах

Андреев А.И., Чанчиков В.А., Славин Б.М., Перекрестов А.П., Козлова И.А.

Астраханский государственный технический университет, Астрахань

Ключевые слова: волчок Томпсона, прецессия волчка, движение центра масс, потенциальная энергия, динамика волчка.

Аннотация. В работе раскрываются основные энергетические зависимости прецессии волчка Томпсона, прежде всего, динамика кинетической и потенциальной энергий. Для этого разработан и проведён эксперимент, заключающийся во вращении и прецессии волчка Томпсона на поверхностях с разной шероховатостью. В ходе эксперимента отслеживалось изменение угловой скорости, что позволяет сказать о нелинейности изменения кинетической и потенциальной энергии. Был также рассмотрен вопрос влияния трения как на падение кинетической энергии, так и на создания момента прецессии. Анализ эксперимента показывает возможность использования волчка Томпсона в методах измерения ускорения свободного падения, как одного из главных составляющих потенциальной энергии. На базе этого предложена методика использования исследуемого тела вращения в конструкции потенциометра.

Investigation of the dynamics of the potential energy of the Thompson top and its application in potentiometers

Andreev A.I., Chanchikov V.A., Slavin B.M., Perekrestov A.P., Kozlova I.A.

Astrakhan State Technical University, Astrakhan

Keywords: Thompson's top, top precession, movement of the center of mass, potential energy, top dynamics.

Abstract. The paper reveals the main energy dependences of the precession of the Thompson top, first of all, the dynamics of kinetic and potential energies. For this, an experiment was developed and carried out, which consists in the rotation and precession of the Thompson top on surfaces with different roughness. During the experiment, the change in the angular velocity was monitored, which allows us to say about the nonlinearity of the change in the kinetic and potential energy. The question of the influence of friction both on the fall of kinetic energy and on the creation of the precession moment was also considered. An analysis of the experiment shows the possibility of using the Thompson top in methods for measuring the acceleration of free fall, as one of the main components of potential energy. Based on this, a technique for using the investigated body of revolution in the design of a potentiometer is proposed.