Петля это есть не что иное, как верхняя мини нутация, обратная нижней основной нутации. Все силы и движения в верхней нутации имеют обратные знаки по сравнению с нижней нутацией. При этом петли ликвидируются за счёт точно такого же механизма, охваченного отрицательной обратной связью, как и нижняя нутация. Ну, а затухание нутаций в этом механизме происходит по закону саморегуляции механизмов, охваченных отрицательной обратной связью. Если бы в этом участвовало только трение, которое в гироскопах очень мало, то большой размах нутации сохранялся бы очень долго, чего в реальной действительности не наблюдается.
Рис. 4.5.5
Авторы статьи на ([битая ссылка] http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1186208&uri=page15.html), из которой заимствован рисунок (4.5.5), так же, как авторы сайта МИФИ, объясняют затухание нутаций только трением:
«Характер траектории, по которой движется вершина гироскопа, зависит от начальных условий. В случае (рис. 4.5.5а) гироскоп был раскручен вокруг оси симметрии, установлен на подставке под некоторым углом к вертикали и осторожно отпущен. В случае (рис. 4.5.5б) ему, кроме того, был сообщен некоторый толчок вперед, а в случае (рис. 4.5.5в) – толчок назад по ходу прецессии. Кривые на (рис. 4.5.5) вполне аналогичны циклоидам, описываемым точкой на ободе колеса, катящегося по плоскости без проскальзывания или с проскальзыванием в ту или иную сторону.
И лишь сообщив гироскопу начальный толчок вполне определенной величины и направления, можно добиться того, что ось гироскопа будет прецессировать без нутаций. Чем быстрее вращается гироскоп, тем больше угловая скорость нутаций и тем меньше их амплитуда. При очень быстром вращении нутации делаются практически незаметными для глаза. С энергетической точки зрения кинетическая энергия прецессии появляется за счет изменения потенциальной энергии гироскопа.
Если за счет трения в опоре нутации гасятся быстрее, чем вращение гироскопа вокруг оси симметрии (как правило, так и бывает), то вскоре после «запуска» гироскопа нутации исчезают, и остается чистая прецессия (рис. 4.5.5г). При этом угол наклона оси гироскопа к вертикали (θ2) оказывается больше, чем он был вначале (θ1) то есть потенциальная энергия гироскопа уменьшается. Таким образом, ось гироскопа должна немного опуститься, чтобы иметь возможность прецессировать вокруг вертикальной оси».
Однако опыт с обратным толчком, на наш взгляд, подтверждает потерю энергии массовых элементов диска именно на образование прецессии, а не только на трение. Ведь трение