Устойчивость волчка

Игорь Табакаев
Волчок  и  гироскоп несколько разные технические устройства. Гироскоп, несмотря на сложность технических решений физически более понятен. В принципе, это вращающийся диск с системой подвески, которая обеспечивает ему наибольшую свободу в пространстве. Важно, что у гироскопа, в отличии от волчка, две точки опоры. Гироскоп используется для определения изменения курса транспортного средства. При повороте самолёта или корабля, он сохраняет направление оси вращения. Как и обычный вращающийся диск при воздействии на любую точку гироскоп распределяет усилие по всей плоскости, и поэтому трудно отклонить его ось вращения, можно только толкнуть всю плоскость диска. При изменении курса самолёта, несмотря на всю свободу подвеса, гироскоп всё же испытывает усилие на поворот оси вращения, но каждая часть его ротора даёт противодействие, которое передаётся на ось. Гироскоп дополнительно подкручивается внешней силой и не теряет скорость вращения в пути следования. При повороте корабля, самолёта внешнее медленное усилие на ось вращения сравнивается с инерционным усилием диска гироскопа и практически не отклоняет ось.
У волчка только одна точка опоры, и это определяет все цирковые эффекты волчка. Есть волчки, которые способны переворачиваться и вращаться на верхней точке оси. В принципе, это тот же вращающийся диск, но точка приложения всех сил одна, и она находится у опоры вращения юлы. Кроме устойчивости диска волчок обладает устойчивостью треугольника или динамического конуса. Если диск устойчив, то устойчива и вершина конуса. Если диск имеет форму полусферы, то при вращении на зените полусферы он способен перевернуться и вращаться дальше на верхней точке оси. Полусфера теперь будет своим вращением вверху волчка обеспечивать устойчивость новой позиции этой юлы.