Keltisk sten

Keltisk stentopp  , kapabel att ändra rotationsriktningen under rotation i en viss riktning.

När den snurrar i en riktning beter den sig som en vanlig topp, men när den snurrar i motsatt riktning, roterar den under en tid med en minskning av vinkelhastigheten och en ökning av svängningarna, och börjar sedan rotera i motsatt riktning.

Historik

I några forntida gravar i Västeuropa har man hittat adzes (rundade verktyg) som har de ovanliga dynamiska egenskaperna som beskrivs ovan. Termen kommer från namnet på en grupp stammar som lämnade dessa verktyg ( kelter ) på 1:a århundradet f.Kr. Enligt en annan version [1] kommer namnet från den arkeologiska termen kelt.

Tillverkning

Den nedre ytan av den keltiska stenen är ett segment av en vanlig ellipsoid . Den övre ytan är vanligtvis plan. Ovanliga egenskaper hos toppen ges av en liten rotation (i horisontalplanet) av massans symmetriaxel i förhållande till symmetriaxeln för den stödjande ellipsoiden. Denna rotation uppnås antingen genom att luta ytan på det övre planet eller genom att lägga till en förskjuten massa. Vid rotation kommer toppen att föredra riktningen i vilken massans symmetriaxel förskjuts [2] .

Forskning om fenomenets fysik

Den första vetenskapliga rapporten om egenskaperna hos keltisk sten dök upp i slutet av 1800-talet [3] . Redan på 1900-talet beskrevs många experiment som utfördes med stenen i detalj i populärlitteraturen, till exempel i boken av namnebror till författaren till det allra första meddelandet, J. Walker [4] . Ett välkänt bidrag gjordes av ett antal ryska vetenskapsmän [5] [6] , bland vilka den mest kompletta studien av den keltiska stenens rörelse utfördes av V. F. Zhuravlev och D. M. Klimov [7] . Arbetena som gjordes före dem var huvudsakligen baserade på förenklade antaganden och var begränsade till att studera den lokala stabiliteten hos rotationer i stationära tillstånd.

En egenskap hos keltens mekaniska struktur är de olika riktningarna för den minsta centrala tröghetsaxeln och den längsgående geometriska axeln [8] .

Felaktiga förklaringar av fenomenets fysik

Sorter

Det finns keltiska stenar, vars rotation (vid första anblicken) är ännu mindre möjlig - om du lindar av den i någon riktning, roterar den en stund, stannar sedan (svingar starkt), vrider sig åt andra hållet och sedan , i slutet, ändrar riktning igen rotation till originalet. För tillfället (april 2011) finns det ingen teori som ger ett fullständigt svar på frågan om vad som kan och inte kan vara arten av rotationen av den keltiska stenen vid rörelse på ett plan med partiell glidning.

Se även

Anteckningar

  1. MSRI-videor. Mathematical Concept of the Chiralback (17 april 2015). Hämtad: 4 maj 2019.
  2. ↑ Videon "The Celt or Rattleback Explained" på TeacherTube  ( tillgänglig  22 maj 2011)
  3. Walker GT på en nyfiken dynamisk egenskap hos kelterna // Proc. Cambridge Phil. soc. 1895 vol. 8, Pt. 5. s. 305-306.
  4. Walker J. Den mystiska "Rattleback": En sten som snurrar i en riktning och sedan vänder om // Sci. amer. 1979 vol. 241, ‹ 4. S. 144-149.
  5. Neimark Yu. I., Fufaen N. A. Dynamics of nonholonomic systems . M.: Nauka, 1967. 519 sid.
  6. Markeev A.P. Dynamik hos en kropp i kontakt med en fast yta. M.: Nauka, 1992. 335 sid.
  7. V. F. Zhuravlev, D. M. Klimov Global rörelse av den keltiska stenen // Izv. RAN. MTT. 2008. Nr 3. S. 8-16.
  8. Daminov, 2019 .

Litteratur