Крутящаяся на столе монетка — знакомое всем зрелище. Сначала она быстро вращается, потом кренится, и её стук становится всё чаще. В последние секунды она будто зависает: вращение замедляется, но монетка никак не хочет окончательно лечь. Этот финальный момент — настоящая загадка для физиков.
В новой работе учёные снимали такое движение на высокоскоростную камеру и меняли условия: брали диски разной массы и размера, клали их на разные поверхности и даже откачивали воздух. Оказалось, что в самом конце, когда монетка почти легла, её тормозит не трение о стол, а воздух. Тонкий слой воздуха под монеткой сжимается и не даёт ей упасть — как подушка. Чем тяжелее диск, тем сильнее он давит на эту воздушную подушку и тем быстрее останавливается.
А вот в начале движения, пока монетка крутится почти вертикально, главный тормоз — трение качения. Оно возникает, когда монетка катится по поверхности и слегка вдавливается в неё. На стекле это трение повело себя странно: лёгкие диски тормозились сильнее, чем тяжёлые. Похоже, лёгкие диски сильнее прилипают к гладкой поверхности — как присоска. Это важно для любых механизмов, где лёгкие детали катятся по гладким поверхностям: от подшипников до колёсиков в точных приборах.
Если откачать воздух из-под крутящейся монетки, её финальное вращение длится дольше: без воздушной подушки она ложится быстрее, но само вращение перед этим замедляется медленнее.
В романе Станислава Лема «Солярис» герой наблюдает за движением странных объектов на поверхности планеты — их поведение так же трудно предсказать, как последние секунды крутящейся монетки.