Snurretop lavet af magnetiske kugler

Dr. Ucke, medforfatter til vores populære projekt "Den simpleste elektriske motor i verden", præsenterer enkle snurretoppe lavet af magnetiske kugler. Find detaljerne i den vedhæftede PDF. Vi udgiver en stærkt forkortet rapport her.

Hvis 37 magnetiske kugler af typen K-06-C som vist på billedet, danner kuglerne en let buet overflade med en sekskantet struktur. Hvis denne struktur placeres på en glasoverflade med den buede side nedad, hviler den kun på den midterste kugle og kan drejes meget let.

Det kan være en god idé at trykke på kuglerne i midten med en finger, så snurretoppen kun kommer i kontakt med den midterste kugle. Så er friktionen på glasset ekstremt lav.

Man kan bruge et sugerør til at puste på siden af snurretoppen og opnå hastigheder på over 10 000 omdrejninger i minuttet. Det er noget af en hastighed. Ikke desto mindre er centrifugalkraften stadig for lav til at rive magneterne fra hinanden.

Gyroskopet svinger lidt til siden på en flad overflade på grund af blæsten. Det er derfor en fordel at udføre forsøget på et tilstrækkeligt fladt, konkavt spejl (spåntagende/kosmetisk spejl). Det tager flere minutter, før det kommer til ro igen. Præcis hvor lang tid afhænger meget af overfladen og også af, om der er andre magneter i nærheden. Hvis snurretoppen belyses diagonalt oppefra til venstre og højre med punktformede lyskilder, opstår der smukke lysmønstre (se billede). På et spejl fordobles snurretoppen endda visuelt.

I stedet for den sekskantede grundstruktur er der også mulighed for femkantede, firkantede eller trigonale former. Alle disse former kan ses i den minimale konfiguration på billedet. Kuglen i midten rager meget højere op end i den sekskantede form, da den ikke kan ligge i de omgivende kuglers plan i disse former. De magnetiske kugler kan ikke længere nemt bringes ind i disse former, da de frastøder hinanden. Disse grundformer er ikke særlig velegnede som snurretoppe, da de er svære at dreje og har et forholdsvis lavt inertimoment.

På det venstre delbillede er den femkantede struktur udvidet til i alt 31 kugler; den er så at sige vendt på hovedet.

Nedenfor kan du se denne snurretop i bevægelse (foto ved 1/100 s). Da tyngdepunktet i denne snurretop er højere end i den sekskantede struktur, er den noget sværere at dreje og roterer mere ustabilt ved lave hastigheder. Man kan dog også få gyroskopet til at rotere ved højere hastigheder ved at puste på det.