Введение в технику физического эксперимента (ВТФЭ)

Задача-демонстрация. Кольца, подпрыгивающие на конусе

Задача-демонстрация. Кольца, подпрыгивающие на конусе. (MP4, 800x450) Новосибирск: КОФ НГУ. Видео, 2012. - 0.01.48

Перед Вами установка находящаяся в поле тяжести Земли, состоящая из стального конуса с вертикально ориентированной осью и кольца. В верхней части конуса кольцу придают импульс вращения вокруг оси конуса. Сначала мы наблюдаем спуск вращающегося кольца по конусу, затем кольцо внезапно подпрыгивает, продолжая вращаться, затем падает вниз. Некоторые кольца, перед тем, как упасть вниз, делают несколько последовательных подскоков вверх. При такой простой постановке (два объекта и поле тяжести) движение имеет весьма сложный и неожиданный вид. Предложите физическую модель данного явления, объясняющую движение колец.

Вопросы
1. Нарисуйте график эффективной потенциальной энергии кольца для случая движения без трения.
2. Можно ли считать процесс колебаниями в потенциальной яме?
3. Будет ли решение проще, если ввести адиабатический инвариант?