Aparatos de mano de tres puntas que, con un movimiento de muñeca, giran distraídamente entre los dedos, hilanderos inquietos están en camino de convertirse en el mejor juguete de baja tecnología de 2017. Desde que despegó la locura de los fidget spinner, los fabricantes han ganado millones (en juguetes y dólares), las escuelas han prohibido los molinos de viento del tamaño de la palma de la mano y los psicólogos han declarado que los dispositivos potencialmente terapéutico.
Pero, ¿cómo funcionan y, lo más importante, cómo puedes hacer que giren más y más rápido? Ingrese a la física, su pesadilla de la escuela secundaria y su clave para agitar el nirvana.
¿Qué es un Fidget Spinner?
Los hilanderos Fidget son esencialmente rodamientos de bolas de baja fricción. Eso es todo.
Cuando dos objetos se presionan uno contra el otro, la fricción evita que se deslicen suavemente. Si intenta deslizar un bloque de madera por un piso de madera, encontrará que finalmente deja de deslizarse gracias a la fricción entre estos dos objetos. Pero si hace rodar una bola de madera por ese mismo piso, aunque la madera todavía se encuentra con la madera, la bola serpentea mientras la fricción se toma unas vacaciones. Eso es porque la fricción rodante (
Los rodamientos de bolas aprovechan este ingenioso truco de física para crear superficies con una fricción increíblemente baja. Se sabe que los ejes de los motores a reacción, los movimientos de los relojes y las ruedas de las patinetas cuentan con cojinetes de bolas de varios grados y coeficientes de fricción.
La mayoría de los fidget spinners tienen un cojinete de bolas justo en el centro del juguete, que es lo que sostienes mientras gira. El centro consta de varias bolas diminutas intercaladas entre dos canales circulares llamados "pista interior" y "pista exterior". raza." Sin las bolas, las carreras girarían una contra la otra por solo unos momentos, hasta que se declarara la fricción deslizante. victoria. Pero, gracias a las bolas entre sus superficies, las pistas pueden girar durante mucho más tiempo, sujetas solo a la fricción de rodadura.
¿Cómo puedo hacer que mi Fidget Spinner dure más?
La respuesta corta es esta: con una superficie sin fricción. Desafortunadamente, sin helio superlíquido o algunos conocimientos de nanotecnología, es poco probable que pueda lograrlo para sus necesidades inquietas.
Así que nos quedamos con estrategias para reducir la fricción dentro del rodamiento de bolas. Una forma sencilla es lubricar el cojinete y limpiar la suciedad que puede aumentar la fricción entre las carreras. Si estás diseñando tu propio spinner Fidget, considerar materiales menos convencionales. La fricción que existe entre la cerámica y el acero, por ejemplo, es mucho menor que entre el acero y el acero. Lo que significa que dos carreras de acero girando sobre bolas de cerámica podrían mejorar seriamente tu juego de inquietudes.
¿Cuánto tiempo puedo mantener mi Fidget Spinner girando?
Eso depende de la velocidad angular con la que comenzó, escribe Rhett Allain, profesor de física en la Universidad Southeastern Louisiana, en CON CABLE. Allain colocó su propio fidget spinner (nadie está a salvo) bajo un láser para calcular la tasa de cambio en angular posición a lo largo del tiempo (algo así como averiguar la velocidad a la que conduce calculando cuántas millas recorre por hora). Dado que la ruleta se ralentiza con el tiempo, Allain también tuvo que calcular la aceleración angular, o la velocidad bastante constante a la que la ruleta Fidget se ralentiza hacia lo inevitable.
La aceleración angular (α) también se puede calcular dividiendo el cambio en la velocidad angular (Δ⍵) por el cambio en el tiempo (Δt) que suena complicado, pero es esencialmente lo mismo que decirle a un conductor que calcule su aceleración dividiendo la velocidad actual del automóvil por lo que fue en un minuto atrás. Un poco de esfuerzo y matemáticas produce esta práctica ecuación:
α = Δ⍵ / Δt
Ahora, gracias al láser de Allain, sabemos que un buen giro puede darnos una velocidad angular de unos 140 radianes por segundo en un ángulo Aceleración de aproximadamente -1.346 radianes por segundo (la aceleración es negativa porque la ruleta Fidget se está desacelerando, o desacelerando). Ingrese esos números y encontrará que Δt = 104.011. Eso es 104 segundos de glorioso tiempo de centrifugado.
Es cierto que sin un láser, materiales de grado industrial y un físico, podría ser complicado probar cualquiera de estas ideas por su cuenta. Pero está garantizado que te convertirá en un éxito entre tus hijos. Buena velocidad angular, hijo, pero tú necesitar trabajar en esa alta aceleración angular negativa.
Funciona todo el tiempo.
