Beschleunigung von Ringen im Aerotrim (menschliches Gyroskop)

Ich arbeite an einer grafischen Simulation (nur zum Spaß, für einen Open-Source-Bildschirmschoner) eines Aerotrim - eines "menschlichen Gyroskops", eines dieser Übungs-/Trainingsgeräte mit einem Menschen in der Mitte, der auf einem drehbaren Ring sitzt auf einer Achse in Bezug auf einen anderen Ring, der um eine zur ersten Achse senkrechte Achse auf einem anderen Ring schwenkt. (Achtung, es könnten 2 oder 3 solcher Achsen sein, die sich rechtwinklig zueinander drehen. Wenn ich 2 Achsen / 3 Ringe simulieren kann, wäre das ausreichend. Eine allgemeine Lösung für n Ringe wäre schön. :-)

Das Drehen des Dings zu simulieren, wobei sich jede Achse mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht, ist kein Problem. Aber es würde sich realer "anfühlen", wenn ich eine realistische Beschleunigung aus der Interaktion zwischen den Ringen und der Masse des Fahrers anwenden könnte.

In den Youtube-Videos sehen Sie manchmal, wie ein Zuschauer auf einen der Ringe drückt, um den Fahrer zum Laufen zu bringen. Dieser Ring beschleunigt nicht nur, auch andere beginnen sich zu drehen. Und der geschobene Ring beschleunigt nicht gleichmäßig, sondern erfährt Widerstand von den anderen Ringen, wodurch anscheinend Beschleunigung auf sie übertragen wird.

Ich bin mit Drehimpuls, Drehmoment und all dem nicht auf dem Laufenden, daher müssen die Antworten meine Unwissenheit berücksichtigen, obwohl ich offensichtlich bereit bin, bei Bedarf ein paar Dinge zu lernen.

Ich denke nicht, dass es notwendig ist, die Asymmetrie der Masse der Person zu berücksichtigen - die Person als Punktmasse in der Mitte der Ringe zu modellieren, sollte meiner Meinung nach in Ordnung sein. Mit anderen Worten, ich habe nicht vor, die Art und Weise zu modellieren, wie der Fahrer die Ringe beschleunigt, indem er sich in die eine oder andere Richtung lehnt.

Ich dachte, um die Dinge ein wenig interessanter zu machen, würde ich das Programm gelegentlich eine Kraft anwenden lassen, wie eine Hand, die auf einen der Ringe drückt. Ich kann herausfinden, wie hoch das Drehmoment an diesem Ring wäre, wenn er unabhängig von den anderen wäre, aber ich weiß nicht, wie man einen Satz von 3 Ringen modelliert, die auf Achsen verbunden sind.

Irgendwelche Gedanken darüber, wie ich die Interaktion zwischen den Ringen modellieren könnte, die sich gegenseitig beeinflussen? Vereinfachungen sind in Ordnung. Meine Absicht ist es nicht, neue Phänomene durch genaue physikalische Modellierung zu entdecken, sondern eine visuelle Darstellung zu schaffen, die realistischer aussieht als nur Ringe, die sich mit konstanter Geschwindigkeit drehen.

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PS Ein Teil meiner Unsicherheit ist, wie sehr sich das Aerotrim wirklich wie ein Gyroskop verhält? Die Haupteigenschaften des Gyroskops konzentrieren sich auf die Masse in der Mitte, die sich schnell um seine Achse dreht, und daher neigt seine Achse dazu, sich nicht zu bewegen. Dies unterscheidet sich offensichtlich vom Aerotrim, bei dem sich die Person oft nicht viel um die Innenachse dreht und die Innenachse sicherlich nicht stillsteht. Ich frage mich, ob andere Faktoren, wie die Erhaltung des Drehimpulses der Außenringe , eine größere Rolle beim Aerotrim spielen, die bei Gyroskopen vernachlässigbar ist.

Wenn es sich im Wesentlichen nur um ein Gyroskop handelt ... Ich habe mir die "Grundgleichung" unter http://en.wikipedia.org/wiki/Gyroscope#Properties angesehen , aber als Nichtphysiker kann ich mir nur schwer vorstellen, wie Um das in Code-Computing umzuwandeln, was passiert, wenn eine Kraft ausgeübt wird. Hinweise auf Beispielcode für die Simulation von Gyroskopen wären willkommen.

Danke,

Lars