Вращающиеся магнитные шарики

Наверняка многие видели в продаже вот такие магнитные шарики. Это довольно сильные неодимовые магниты, из которых можно делать разные фигурки и вообще познавательно проводить время, вертя их в руках :) Оказывается, с ними можно поставить еще один тип экспериментов — сталкивать их (я до этого сам не догадался, мне показали).

Если два таких шарика катнуть навстречу друг другу с большой скоростью, они, столкнувшись, слипаются и начинают бешено крутиться. Выглядит это примерно так (если встроенное видео не работает, вот прямой линк):

Иногда при столкновении происходят и другие интересные явления: например, оба шарика, сцепившись, могут подпрыгнуть вверх на несколько сантиметров, а изредка они вместо сцепления упруго рассеиваются (без столкновения!) на довольно большие углы.

Но тут я хочу обратить внимание не на эти побочные явления, а на некоторые странности самого вращения. Шарики долго вращаются с довольно большой скоростью, а потом резко останавливаются. Даже если предположить, что шарики при вращении не скользят по полу, а катаются, так что коэффициент трения действительно маленький, то совсем непонятно, с чего это они так резко останавливаются.

Кстати, если предположить, что они не катаются, а скользят, то получается совсем странно. Дело в том, что для более-менее плоских предметов есть такая закономерность: вращение и скольжение останавливаются одновременно. На этом видео не слишком заметно, но если поставить эксперимент с сильным дисбалансом скоростей (например, один из шариков неподвижный), то можно заметить, что поступательное движение прекращается тут же, за долю секунды, а вращение может длиться десяток секунд.

В общем, я тогда взял фотоаппарат и поснимал вращающиеся шарики на разных выдержках. Освещение я настроил такое: яркая почти точечная лампа с одной стороны. В результате на снимках шарики получались размытыми, но яркое отражение на боках прочерчивало четкую дугу. Вот например несколько кадров из одного такого сеанса вращения: в начале вращения, в середине и после остановки.

Выдержка на этих снимках составляла 1/200 сек. Благодаря четкой яркой дуге можно примерно оценить, на какую часть полного круга успели провернуться шарики, а значит вычислить частоту их вращения. Кадры делались примерно раз в секунду, и поэтому можно было промерять дугу на каждом кадре и посмотреть, как скорость вращения менялась со временем. Я не поленился, проделал это с одной серией, и вот какие получилось результаты:

Частота вращения шариков в зависимости от времени.

Тут всё конечно очень приблизительно, погрешность я могу оценить в районе 20%, но общая тенденция видна: скорость вращения падает со временем плавно, а потом вдруг резко обрывается до нуля.

Разглядывая получившиеся снимки, я обратил внимание еще на одну особенность, которую вначале не заметил глазом, — и решил поснимать вращающиеся шарики сбоку.

И как вы думаете, что я там увидел? :)

Update: продолжение — отдельным постом.