Исследование динамики кинетической энергии волчка Томпсона

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

Астраханский государственный технический университет, Астрахань

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

Аннотация. В работе рассматриваются энергетические зависимости прецессии волчка Томпсона, а именно, динамика кинетической энергии. Проведён эксперимент по исследованию изменения угловой скорости в ходе вращения волчка Томпсона. В ходе эксперимента изменялся коэффициент трения, для этого подбирался как материал поверхности, так и материал волчка. Полученные данные дают возможность рассматривать динамику кинетической энергии как нелинейную величину и зависящую от коэффициента трения. Также проведён анализ кинетической энергии с учётом изменения осевого момента инерции. Анализ результатов эксперимента показывает возможность использования волчка Томпсона в методах измерения коэффициента трения, как одного из главных составляющих изменения угловой скорости и кинетической энергии. В результате предложено возможное направление использования волчка Томпсона в скоростных трибометрах.

Investigation of the dynamics of the kinetic energy of the Thompson top

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

Astrakhan State Technical University, Astrakhan

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

Abstract. The paper considers the energy dependences of the precession of the Thompson top, namely, the dynamics of the kinetic energy. An experiment was carried out to study the change in the angular velocity during the rotation of the Thompson top. During the experiment, the coefficient of friction was changed; for this, both the material of the surface and the material of the top were selected. The data obtained make it possible to consider the dynamics of kinetic energy as a nonlinear quantity and dependent on the friction coefficient. An analysis of the kinetic energy was also carried out, taking into account the change in the axial moment of inertia. An analysis of the experimental results shows the possibility of using the Thompson top in methods for measuring the coefficient of friction, as one of the main components of the change in angular velocity and kinetic energy. As a result, a possible direction of using the Thompson top in high-speed tribometers was proposed.