Ръчни джаджи с три зъба, които с едно движение на китката разсеяно се въртят между пръстите ви, фиджет спинъри са на път да се превърнат в топ нискотехнологична играчка на 2017 г. Откакто манията на фиджет спиннерите започна, производителите направиха милиони (играчки и долари), училищата забраниха вятърните мелници с размер на длан, а психолозите обявиха джаджите потенциално терапевтичен.
Но как работят те и, най-важното, как можете да ги накарате да се въртят по-дълго и по-бързо? Влезте във физиката – вашият кошмар в гимназията и вашият ключ към нервната нирвана.
Какво е Fidget Spinner?
Fidget spinners са по същество сачмени лагери с ниско триене. Това е.
Когато два предмета се притискат един към друг, триенето им пречи да се плъзгат плавно. Ако се опитате да плъзнете дървен блок по дървен под, ще откриете, че в крайна сметка той спира да се плъзга благодарение на триенето между тези два обекта. Но ако търкаляте дървена топка по същия етаж, въпреки че дървото все още се среща с дърво, топката лъкатуши, докато триенето отнема почивка. Това е защото триенето при търкаляне (
Сачмените лагери се възползват от този чист физически трик, за да създават повърхности с невероятно ниско триене. Известно е, че валовете на реактивния двигател, механизмите на часовниците и колелата на скейтборд имат сачмени лагери с различни степени и коефициенти на триене.
Повечето фиджет спинъри имат сачмен лагер точно в центъра на играчката, което държите, докато се върти. Центърът се състои от няколко малки топчета, притиснати между два кръгли канала, наречени „вътрешна раса“ и „външна състезание.” Без топките, състезанията щяха да се въртят едно срещу друго само за няколко мига, докато не се обяви плъзгащо триене победа. Но благодарение на топките между техните повърхности, състезанията могат да се въртят много по-дълго, подложени само на триене при търкаляне.
Как мога да направя своя Fidget Spinner по-дълъг?
Краткият отговор е следният: с повърхност без триене. За съжаление, без свръхтечен хелий или някои нанотехнологично ноу-хау, малко вероятно е да успеете да изпълните това за вашите нервни нужди.
Така че ни остават стратегии за намаляване на триенето в сачмения лагер. Един лесен начин е смажете лагера и почистете замърсяванията което може да увеличи триенето между състезанията. Ако проектирате свой собствен спинер Fidget, помислете за по-малко конвенционални материали. Триенето, което съществува между керамиката и стоманата, например, е много по-малко от стоманата върху стоманата. Което означава, че две стоманени състезания, въртящи се около керамични топки, биха могли сериозно да подобрят играта ви на неспокойни.
Колко дълго мога да въртя своя Fidget Spinner?
Това зависи от ъгловата скорост, с която сте започнали, пише Rhett Allain, професор по физика в университета в Югоизточна Луизиана. WIRED. Алейн постави собствения си фиджет спиннер (никой не е в безопасност) под лазер, за да изчисли скоростта на промяна в ъгловото позиция във времето (нещо като да разберете скоростта, която карате, като изчислите колко мили изминавате за час). Тъй като спинерът се забавя с времето, Ален също трябваше да изчисли ъгловото ускорение или сравнително постоянната скорост, с която спинерът Fidget се забавя към неизбежното.
Ъгловото ускорение (α) може също да се изчисли, като се раздели промяната в ъгловата скорост (Δ⍵) на промяната във времето (Δt), което звучи сложно, но по същество е същото като да кажеш на шофьора да изчисли своето ускорение, като раздели текущата скорост на автомобила на това, което е била една минута преди. Малко грес на лакътя и математика дава това удобно уравнение:
α = Δ⍵ / Δt
Сега, благодарение на лазера на Allain, знаем, че едно добро завъртане може да ни осигури ъглова скорост от около 140 радиана в секунда при ъглова ускорение от около -1,346 радиана в секунда (ускорението е отрицателно, тъй като Fidget spinner се забавя, или забавяне). Включете тези числа и ще откриете, че Δt= 104.011. Това са 104 секунди великолепно време за завъртане.
Разбира се, без лазер, индустриални материали и физик може да е трудно да тествате някоя от тези идеи сами. Но гарантирано ще ви направи хит сред децата ви. Хубава ъглова скорост, синко, но ти трябва да работи върху това високо отрицателно ъглово ускорение.
Работи всеки път.
