关于Rattleback的旋转动力学
经典物理
2018-02-14 v2 科普物理
摘要
Rattleback是一种非常流行的科学玩具，向世界各地的学生展示旋转运动的非平凡性。当在水平桌面上旋转时，这个船形物体的行为非常奇特。尽管物体看起来对称，但其运动动力学却显得非常不对称。当沿偏好方向旋转时，它平稳旋转；而沿另一方向旋转时，则开始剧烈振荡。振荡很快消失，Rattleback开始沿偏好方向旋转。我们将构建并详细分析一个能够简单明了地解释这一行为的解析模型。尽管我们的目标是半教学式的论述，但仅在必要时才研究理解计算所需的细节。在展示计算之后，我们将讨论假设的物理有效性，并考察需要数值分析的更复杂模型。然后，通过假设一个简单的摩擦力来改进我们的模型。
引用
@article{arxiv.1202.6506,
title = {On the rotational dynamics of the Rattleback},
author = {Lasse Franti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.6506},
year = {2018}
}
备注
17 pages and 2 figures, typos corrected, some minor additions and rewordings