Kädessä pidettävät kolmiosaiset laitteet, jotka pyörivät sormien välissä rannetta pyyhkäisemällä, fidget spinnerit ovat hyvällä matkalla tullakseen vuoden 2017 parhaaksi low-tech-leluksi. Sen jälkeen kun fidget spinner villitys lähti liikkeelle, valmistajat ovat tehneet miljoonia (leluja ja dollareita), koulut ovat kieltäneet kämmenen kokoiset tuulimyllyt ja psykologit ovat julistaneet vempaimia mahdollisesti terapeuttista.
Mutta miten ne toimivat, ja mikä tärkeintä, kuinka voit saada ne pyörimään pidempään ja nopeammin? Siirry fysiikkaan – lukion painajaiseen ja avaimesi pyörivään nirvanaan.
Mikä on Fidget Spinner?
Fidget-spinnerit ovat pohjimmiltaan matalakitkaisia kuulalaakereita. Se siitä.
Kun kaksi esinettä painaa toisiaan vasten, kitka estää niitä liukumasta tasaisesti. Jos yrität liu'uttaa puupalikka puulattian poikki, huomaat, että se lopulta lakkaa liukumasta näiden kahden esineen välisen kitkan ansiosta. Mutta jos pyörität puupalloa saman lattian poikki, vaikka puu kohtaa edelleen puuta, pallo mutkittelee mukana, kun kitka vie lomaa. Tämä johtuu vierintäkitkasta (
Kuulalaakerit hyödyntävät tätä siistiä fysiikan temppua luodakseen uskomattoman vähäkitkaisia pintoja. Suihkumoottorien akseleissa, kellokoneistoissa ja rullalaudan renkaissa on tiedetty olevan erilaatuisia kuulalaakereita ja kitkakertoimia.
Useimmissa fidget-spinnereissa on kuulalaakeri aivan lelun keskellä, jota pidät kädessäsi sen pyöriessä. Keskus koostuu useista pienistä palloista, jotka on asetettu kahden pyöreän kanavan väliin, joita kutsutaan "sisäiseksi roduksi" ja "ulkoiseksi". rotu." Ilman palloja kisat pyöriisivät toisiaan vastaan vain muutaman hetken, kunnes liukukitka julistettiin voitto. Mutta pintojensa välissä olevien pallojen ansiosta kisat voivat pyöriä paljon pidempään joutuessaan vain vierintäkitkaan.
Kuinka saan Fidget Spinnerini toimimaan pidempään?
Lyhyt vastaus on tämä: kitkaton pinta. Valitettavasti ilman supernestemäinen helium tai joitain nanoteknologian osaamista, tuskin pystyt saamaan sitä irti närästystarpeistasi.
Joten meillä on jäljellä strategioita kitkan vähentämiseksi kuulalaakerissa. Yksi helppo tapa on voitele laakeri ja puhdista lika mikä voi lisätä kitkaa rotujen välillä. Jos suunnittelet omaa Fidget-spinneriäsi, harkitse vähemmän tavanomaisia materiaaleja. Esimerkiksi keramiikan ja teräksen välinen kitka on paljon pienempi kuin teräs teräksen päällä. Tämä tarkoittaa, että kaksi keraamisten pallojen ympärillä pyörivää teräsrataa voivat parantaa pelisi vakavasti.
Kuinka kauan voin pitää Fidget Spinnerini pyörimässä?
Se riippuu kulmanopeudesta, jolla aloitit, Rhett Allain, fysiikan professori Southeastern Louisianan yliopistosta, kirjoittaa KANNETTU. Allain asetti oman fidget-spinnerinsä (kukaan ei ole turvassa) laserin alle laskeakseen kulman muutosnopeuden sijainti ajan kuluessa (ikään kuin ajonopeuden selvittäminen laskemalla kuinka monta mailia kuljet per tunnin). Koska spinneri hidastuu ajan myötä, Allain joutui myös laskemaan kulmakiihtyvyyden eli melko vakionopeuden, jolla Fidget-spinner hidastaa kohti väistämätöntä.
Kulmakiihtyvyys (α) voidaan myös laskea jakamalla kulmanopeuden muutos (Δ⍵) ajan muutoksella (Δt), mikä kuulostaa hankalalta, mutta se on pohjimmiltaan sama kuin käskeä kuljettajaa laskemaan kiihtyvyytensä jakamalla auton nykyinen nopeus yhdellä minuutilla sitten. Hieman kyynärpäärasvaa ja matematiikkaa saadaan tämä kätevä yhtälö:
α = Δ⍵ / Δt
Nyt Allainin laserin ansiosta tiedämme, että hyvä spin voi saada meille noin 140 radiaania sekunnissa kulmanopeuden kulmalla kiihtyvyys noin -1,346 radiaania sekunnissa (kiihtyvyys on negatiivinen, koska Fidget-spinner hidastuu, tai hidastumassa). Liitä nämä luvut ja huomaat, että Δt = 104.011. Se on 104 sekuntia loistavaa pyörimisaikaa.
Tosin ilman laseria, teollisuuslaatuisia materiaaleja ja fyysikkoa voi olla hankalaa testata näitä ideoita itse. Mutta se tekee sinusta taatusti hitin lastesi parissa. Hieno kulmanopeus, poika, mutta sinä tarve työskennellä tuon suuren negatiivisen kulmakiihtyvyyden parissa.
Toimii joka kerta.
