أدوات محمولة باليد ثلاثية الشوكات تدور بين أصابعك بنقرة من الرسغ ، تململ المغازل في طريقهم إلى أن يصبحوا أفضل لعبة منخفضة التقنية لعام 2017. منذ انطلاق جنون التململ ، صنع المصنعون الملايين (من الألعاب والدولارات) ، وحظرت المدارس طواحين الهواء بحجم كف اليد ، وأعلن علماء النفس عن هذه الأدوات يحتمل أن يكون علاجي.
ولكن كيف تعمل ، والأهم من ذلك ، كيف يمكنك جعلها تدور لفترة أطول وأسرع؟ أدخل الفيزياء - كابوس مدرستك الثانوية ، ومفتاحك لتململ السكينه الدوارة.
ما هو سبينر فيدجيت؟
تململ المغازل هي في الأساس محامل كروية منخفضة الاحتكاك. هذا كل شيء.
عندما يضغط جسمان على بعضهما البعض ، فإن الاحتكاك يمنعهما من الانزلاق بسلاسة. إذا حاولت تحريك كتلة من الخشب عبر أرضية خشبية ، فستجد أنها تتوقف في النهاية عن الانزلاق بفضل الاحتكاك بين هذين الجسمين. ولكن إذا دحرجت كرة خشبية على نفس الأرضية ، على الرغم من أن الخشب لا يزال يلتقي بالخشب ، فإن الكرة تتعرج بينما يأخذ الاحتكاك إجازة. هذا بسبب الاحتكاك المتداول (تسمية خاطئة) أضعف بكثير من الاحتكاك الانزلاقي ، لأن سطح التلامس بين الكرة والأرض غير مهم نسبيًا.
تستفيد المحامل الكروية من خدعة الفيزياء الأنيقة هذه لإنشاء أسطح منخفضة الاحتكاك بشكل لا يصدق. من المعروف أن أعمدة المحرك النفاث وحركات الساعة وعجلات لوح التزلج تتميز جميعها بمحامل كروية من مختلف الدرجات ومعاملات الاحتكاك.
تحتوي معظم دوارات التململ على كرة محمل في وسط اللعبة مباشرة ، وهو ما تمسكه أثناء دورانها. يتكون المركز من عدة كرات صغيرة محصورة بين قناتين دائريتين تسمى "العرق الداخلي" و "الخارجية العنصر." بدون الكرات ، كانت السباقات تدور ضد بعضها البعض لبضع لحظات فقط ، حتى يتم إعلان الاحتكاك المنزلق فوز. ولكن بفضل الكرات بين أسطحها ، يمكن للسباقات أن تدور لفترة أطول بكثير ، وتخضع فقط للاحتكاك المتدحرج.
كيف يمكنني جعل جهاز Fidget Spinner أطول؟
الإجابة المختصرة هي كالتالي: بسطح عديم الاحتكاك. لسوء الحظ ، بدون هيليوم فائقة السائلة او بعض معرفة تقنية النانو، فمن غير المحتمل أن تكون قادرًا على تحقيق ذلك لتلبية احتياجاتك المتقلبة.
لذلك يتبقى لدينا استراتيجيات لتقليل الاحتكاك داخل محمل الكرة. طريقة واحدة سهلة هي قم بتشحيم المحمل وتنظيف الأوساخ قد يزيد الاحتكاك بين الأجناس. إذا كنت تصمم جهاز Fidget Spinner الخاص بك ، ضع في اعتبارك مواد أقل تقليدية. الاحتكاك الموجود بين السيراميك والصلب ، على سبيل المثال ، أقل بكثير من الاحتكاك الموجود بين الفولاذ على الفولاذ. مما يعني أن سباقين من الصلب يدوران حول كرات السيراميك يمكن أن يطوروا بشكل جدي لعبة تململ.
ما هي المدة التي يمكنني خلالها إبقاء جهاز Fidget Spinner يدور؟
يعتمد ذلك على السرعة الزاوية التي بدأت بها ، كتب ريت ألين ، أستاذ الفيزياء في جامعة جنوب شرق لويزيانا ، في سلكي. وضع ألين سبّار تململ خاص به (لا أحد آمن) تحت الليزر لحساب معدل التغيير في الزاوية مع مرور الوقت (نوعًا ما يشبه معرفة السرعة التي تقودها عن طريق حساب عدد الأميال التي تقطعها في كل مرة ساعة). نظرًا لأن القرص يتباطأ بمرور الوقت ، كان على ألين أيضًا حساب التسارع الزاوي ، أو المعدل الثابت إلى حد ما الذي يتباطأ عنده قرص Fidget نحو ما لا مفر منه.
يمكن أيضًا حساب التسارع الزاوي (α) بقسمة التغيير في السرعة الزاوية (Δ⍵) على التغيير في الوقت (Δt) الذي يبدو صعبًا ، لكنها في الأساس مماثلة لإخبار السائق بحساب تسارعه أو تسارعها بقسمة السرعة الحالية للسيارة على ما كانت عليه دقيقة واحدة منذ. القليل من دهن الكوع والرياضيات ينتج هذه المعادلة المفيدة:
α = Δ⍵ / Δt
الآن ، بفضل ليزر ألين ، نعلم أن الدوران الجيد يمكن أن يمنحنا سرعة زاوية تبلغ حوالي 140 راديان في الثانية بزاوية تسارع يبلغ حوالي -1.346 راديان في الثانية (التسارع سالب لأن سبينر Fidget يتباطأ ، أو تباطؤ). أدخل هذه الأرقام وستجد أن Δt = 104.011. هذه 104 ثانية من وقت الدوران الرائع.
من المسلم به أنه بدون الليزر والمواد الصناعية والفيزيائية ، قد يكون من الصعب اختبار أي من هذه الأفكار بنفسك. ولكن من المضمون أن تجعلك تحقق نجاحًا كبيرًا مع أطفالك. سرعة زاوية لطيفة ، يا بني ، لكنك يحتاج للعمل على ذلك التسارع الزاوي السالب العالي.
يعمل في كل مرة.
