Введение 0:08 Андрей Щетников рассказывает о любопытном эксперименте, который обсуждался в научных журналах и на международных турнирах юных физиков. Стив Молд недавно выложил ролик с объяснением этого явления, что побудило Андрея снять свой ролик.
Эксперимент 1:11 Андрей показывает вращающийся столик и шарик от настольного тенниса, который начинает двигаться по спирали. Шарик сначала движется по кругу, затем по спирали, пока не вылетает со столика. Задача - объяснить это поведение шарика.
Теоретическая модель 2:54 Андрей предполагает, что столик абсолютно горизонтальный, а шарик абсолютно правильный. В модели нет трения качения и полного сцепления шарика со столиком. Шарик должен оставаться на месте, если его раскрутить и отпустить.
Движение шарика 3:48 Шарик начинает описывать окружность в том же направлении, что и столик, но с другой угловой скоростью. Андрей записывает условия отсутствия проскальзывания между диском и шаром. Скорость движения точки диска и шарика складывается из двух скоростей: движения центра шара и вращения шара.
Математическое описание 6:35 Андрей дифференцирует уравнение, чтобы получить скорость и ускорение шарика. Он использует законы динамики и силу сцепления между шаром и столиком. Получает уравнение, связывающее угловую скорость столика и линейную скорость шарика.
Проверка теории 10:19 Андрей проверяет предсказания теории, используя полые и сплошные шарики. Теория подтверждается: полый шарик движется медленнее, чем сплошной. Это подтверждает, что теория работает для идеальных условий.
Влияние трения 12:16 Наличие силы трения приводит к дрейфовому движению шарика. Металлический шарик демонстрирует это движение, показывая, что сила трения качения играет ключевую роль. Нарушение условия полного сцепления между шариком и столиком приводит к сложным эффектам.
Наклонный диск 13:54 Андрей показывает, что шарик движется поперек наклона диска. Он задает вопрос зрителям: почему это происходит? Призывает зрителей писать свои соображения в комментариях.
