Χειροκίνητα γκατζετάκια με τρεις άκρες που, με ένα χτύπημα του καρπού, στροβιλίζονται άφαντα ανάμεσα στα δάχτυλά σας, fidget spinner βρίσκονται σε καλό δρόμο για να γίνουν το κορυφαίο παιχνίδι χαμηλής τεχνολογίας του 2017. Από τότε που ξεκίνησε η τρέλα του fidget spinner, οι κατασκευαστές έχουν κερδίσει εκατομμύρια (από παιχνίδια και δολάρια), τα σχολεία έχουν απαγορεύσει τους ανεμόμυλους σε μέγεθος παλάμης και οι ψυχολόγοι έχουν δηλώσει τα gadget δυνητικά θεραπευτική.
Πώς λειτουργούν όμως και, το πιο σημαντικό, πώς μπορείτε να τα κάνετε να περιστρέφονται περισσότερο και πιο γρήγορα; Μπείτε στη φυσική—τον εφιάλτη του γυμνασίου σας και το κλειδί σας για τη νιρβάνα του fidget spinner.
Τι είναι το Fidget Spinner;
Τα Fidget spinner είναι ουσιαστικά ρουλεμάν χαμηλής τριβής. Αυτό είναι.
Όταν δύο αντικείμενα πιέζονται το ένα πάνω στο άλλο, η τριβή τα εμποδίζει να γλιστρήσουν ομαλά. Αν προσπαθήσετε να σύρετε ένα μπλοκ ξύλου σε ένα ξύλινο πάτωμα, θα διαπιστώσετε ότι τελικά σταματά να γλιστρά χάρη στην τριβή μεταξύ αυτών των δύο αντικειμένων. Αλλά αν κυλήσετε μια ξύλινη μπάλα στο ίδιο πάτωμα, παρόλο που το ξύλο συναντά ακόμα το ξύλο, η μπάλα ελίσσεται καθώς η τριβή κάνει διακοπές. Αυτό συμβαίνει επειδή η τριβή κύλισης (
Τα ρουλεμάν εκμεταλλεύονται αυτό το προσεγμένο κόλπο φυσικής για να δημιουργήσουν επιφάνειες απίστευτα χαμηλής τριβής. Οι άξονες του κινητήρα αεριωθούμενων, οι κινήσεις ρολογιών και οι τροχοί του σκέιτμπορντ είναι γνωστό ότι διαθέτουν ρουλεμάν διαφόρων βαθμών και συντελεστών τριβής.
Τα περισσότερα fidget spinner έχουν ένα ρουλεμάν ακριβώς στο κέντρο του παιχνιδιού, το οποίο είναι αυτό που κρατάτε καθώς περιστρέφεται. Το κέντρο αποτελείται από πολλές μικροσκοπικές μπάλες τοποθετημένες ανάμεσα σε δύο κυκλικά κανάλια που ονομάζονται «εσωτερική φυλή» και «εξωτερική αγώνας." Χωρίς τις μπάλες, οι κούρσες θα περιστρέφονταν ο ένας εναντίον του άλλου για λίγες μόνο στιγμές, μέχρι να δηλωθεί η τριβή ολίσθησης νίκη. Όμως, χάρη στις μπάλες ανάμεσα στις επιφάνειές τους, οι κούρσες μπορούν να περιστρέφονται για πολύ περισσότερο, υπόκεινται μόνο σε τριβή κύλισης.
Πώς μπορώ να κάνω το Fidget Spinner μου να διαρκέσει περισσότερο;
Η σύντομη απάντηση είναι η εξής: με επιφάνεια χωρίς τριβή. Δυστυχώς, χωρίς υπερυγρό Ήλιο ή μερικά τεχνογνωσία νανοτεχνολογίας, είναι απίθανο να μπορέσετε να το πετύχετε για τις ανάγκες σας.
Έτσι, έχουμε μείνει με στρατηγικές για τη μείωση της τριβής μέσα στο ρουλεμάν. Ένας εύκολος τρόπος είναι ο λιπάνετε το ρουλεμάν και καθαρίστε τη βρωμιά που μπορεί να αυξήσει την τριβή μεταξύ των αγώνων. Αν σχεδιάζετε το δικό σας Fidget spinner, εξετάστε λιγότερα συμβατικά υλικά. Η τριβή που υπάρχει μεταξύ κεραμικού και χάλυβα, για παράδειγμα, είναι πολύ μικρότερη από τον χάλυβα σε χάλυβα. Πράγμα που σημαίνει ότι δύο ατσαλένιες κούρσες που περιστρέφονται γύρω από κεραμικές μπάλες θα μπορούσαν να αναβαθμίσουν σοβαρά το παιχνίδι σας.
Πόσο καιρό μπορώ να διατηρήσω το Fidget Spinner μου να περιστρέφεται;
Αυτό εξαρτάται από τη γωνιακή ταχύτητα με την οποία ξεκινήσατε, γράφει ο Rhett Allain, καθηγητής φυσικής στο Southeastern Louisiana University. ΣΥΡΜΑΤΟΣ. Ο Allain τοποθέτησε το δικό του fidget spinner (κανείς δεν είναι ασφαλής) κάτω από ένα λέιζερ για να υπολογίσει τον ρυθμό μεταβολής στη γωνία θέση με την πάροδο του χρόνου (κάπως σαν να υπολογίζετε την ταχύτητα που οδηγείτε υπολογίζοντας πόσα μίλια καλύπτετε ανά ώρα). Δεδομένου ότι το spinner επιβραδύνεται με την πάροδο του χρόνου, ο Allain έπρεπε επίσης να υπολογίσει τη γωνιακή επιτάχυνση ή τον αρκετά σταθερό ρυθμό με τον οποίο το Fidget spinner επιβραδύνεται προς το αναπόφευκτο.
Η γωνιακή επιτάχυνση (α) μπορεί επίσης να υπολογιστεί διαιρώντας τη μεταβολή της γωνιακής ταχύτητας (Δ⍵) με τη μεταβολή του χρόνου (Δt) που ακούγεται δύσκολο, αλλά είναι ουσιαστικά το ίδιο με το να λες στον οδηγό να υπολογίσει την επιτάχυνσή του/της διαιρώντας την τρέχουσα ταχύτητα του αυτοκινήτου με την ταχύτητα που ήταν ένα λεπτό πριν. Λίγο γράσο αγκώνων και μαθηματικά δίνουν αυτήν την εύχρηστη εξίσωση:
α = Δ⍵ / Δt
Τώρα, χάρη στο λέιζερ του Allain, γνωρίζουμε ότι μια καλή περιστροφή μπορεί να μας δώσει μια γωνιακή ταχύτητα περίπου 140 ακτίνων ανά δευτερόλεπτο σε μια γωνιακή επιτάχυνση περίπου -1,346 ακτίνια ανά δευτερόλεπτο (η επιτάχυνση είναι αρνητική επειδή το Fidget spinner επιβραδύνεται ή επιβραδύνοντας). Συνδέστε αυτούς τους αριθμούς και θα βρείτε ότι Δt= 104.011. Αυτό είναι 104 δευτερόλεπτα ένδοξου χρόνου περιστροφής.
Ομολογουμένως, χωρίς λέιζερ, υλικά βιομηχανικής ποιότητας και φυσικό, μπορεί να είναι δύσκολο να δοκιμάσετε οποιαδήποτε από αυτές τις ιδέες μόνοι σας. Αλλά είναι εγγυημένο ότι θα σας κάνει επιτυχία στα παιδιά σας. Ωραία γωνιακή ταχύτητα, γιε μου, αλλά εσύ χρειάζομαι για να εργαστείτε σε αυτήν την υψηλή αρνητική γωνιακή επιτάχυνση.
Λειτουργεί κάθε φορά.
