¿Explicación intuitiva del efecto superior del Tippe?

Question

Un amigo me mostró un tippe superior (un tipo especial de trompo) últimamente y me preguntó acerca de la física detrás de él. Lo pensé durante un tiempo, pero no logran entenderlo. Así que voy a lanzar la pregunta en SÍ. Abajo hay una foto de tippe superior:

                                       

Así que, básicamente, el efecto extraño es que cuando haga un top lo suficientemente rápido con su ronda de la superficie que toca la mesa, la parte superior se tambalea y, finalmente, invertir en sí mismo. Hay un video de este efecto en wiki commons y aquí es un ejemplo de la imagen:

                        

Así que mis preguntas son:

1. ¿Por qué es la parte superior de manera inestable? ¿Por qué invertir?
2. ¿Por qué el inicial de la velocidad angular de la parte superior de la materia? (¿Por qué tenemos que girar más rápido que una cierta velocidad para que la parte superior para invertir?)
3. ¿Qué otras formas llevará a la inversión?

Estoy buscando algunos intuitiva explicaciones que no implican demasiado matemáticas. Heurística enfoques son bienvenidos!

Answer 1

Una simple explicación que viene a mi mente es que el centro geométrico de la parte superior no coincide con su centro de masa. Así el eje de rotación es diferente del eje geométrico. Por lo que cuando se gira la parte superior se inclina para girar alrededor de su eje y durante este curso de movimiento la superficie proporciona el par (debido a la fricción) y la parte superior se invierte. Por lo tanto más la velocidad angular más será el par debido a la fuerza de fricción.