Des gadgets portables à trois volets qui, d'un simple mouvement du poignet, tournoient distraitement entre vos doigts, agiter les filateurs sont en passe de devenir le meilleur jouet low-tech de 2017. Depuis que l'engouement pour le fidget spinner a décollé, les fabricants ont fabriqué des millions (de jouets et de dollars), les écoles ont interdit les moulins à vent de la taille d'une paume et les psychologues ont déclaré les gadgets potentiellement thérapeutique.
Mais comment fonctionnent-ils et, surtout, comment pouvez-vous les faire tourner plus longtemps et plus vite? Entrez dans la physique, votre cauchemar au lycée et votre clé pour faire bouger le nirvana du spinner.
Qu'est-ce qu'un Fidget Spinner?
Les spinners Fidget sont essentiellement des roulements à billes à faible frottement. C'est ça.
Lorsque deux objets se pressent l'un contre l'autre, le frottement les empêche de glisser en douceur. Si vous essayez de faire glisser un bloc de bois sur un plancher en bois, vous constaterez qu'il finit par s'arrêter de glisser grâce à la friction entre ces deux objets. Mais si vous faites rouler une boule de bois sur ce même sol, même si le bois rencontre toujours du bois, la boule serpente tandis que la friction prend des vacances. C'est parce que le frottement de roulement (
Les roulements à billes tirent parti de cette astuce physique pour créer des surfaces à faible frottement. Les arbres de moteurs à réaction, les mouvements de montre et les roues de skateboard sont tous connus pour comporter des roulements à billes de différentes qualités et coefficients de friction.
La plupart des filateurs agités ont un roulement à billes au centre du jouet, ce que vous tenez pendant qu'il tourne. Le centre se compose de plusieurs petites boules prises en sandwich entre deux canaux circulaires appelés « course intérieure » et « la course extérieure » course." Sans les billes, les courses ne tourneraient l'une contre l'autre que quelques instants, jusqu'à ce que le frottement de glissement se déclare la victoire. Mais, grâce aux billes entre leurs surfaces, les courses peuvent tourner beaucoup plus longtemps, soumises uniquement au frottement de roulement.
Comment puis-je allonger mon Fidget Spinner ?
La réponse courte est la suivante: avec une surface sans friction. Malheureusement, sans Hélium superliquide ou une savoir-faire nanotechnologique, il est peu probable que vous puissiez réussir cela pour vos besoins agités.
Il nous reste donc des stratégies pour réduire la friction à l'intérieur du roulement à billes. Un moyen facile est le lubrifier le roulement et nettoyer la saleté cela peut augmenter les frictions entre les courses. Si vous concevez votre propre spinner Fidget, envisager des matériaux moins conventionnels. Le frottement qui existe entre la céramique et l'acier, par exemple, est bien inférieur à celui de l'acier sur l'acier. Ce qui signifie que deux courses d'acier tournant autour de billes en céramique pourraient sérieusement améliorer votre jeu de remuement.
Combien de temps puis-je faire tourner mon Fidget Spinner ?
Cela dépend de la vitesse angulaire avec laquelle vous avez commencé, écrit Rhett Allain, professeur de physique à la Southeastern Louisiana University. FILAIRE. Allain a placé sa propre fidget spinner (personne n'est en sécurité) sous un laser pour calculer le taux de changement angulaire position au fil du temps (un peu comme déterminer la vitesse à laquelle vous conduisez en calculant combien de kilomètres vous parcourez par heure). Étant donné que le spinner ralentit avec le temps, Allain a également dû calculer l'accélération angulaire, ou le taux assez constant auquel le spinner Fidget ralentit vers l'inévitable.
L'accélération angulaire (α) peut également être calculée en divisant le changement de vitesse angulaire (Δ⍵) par le changement de temps (Δt) ce qui semble délicat, mais c'est essentiellement la même chose que de dire à un conducteur de calculer son accélération en divisant la vitesse actuelle de la voiture par ce qu'elle était une minute depuis. Un peu d'huile de coude et de mathématiques donnent cette équation pratique :
= Δ⍵ / t
Maintenant, grâce au laser d'Allain, nous savons qu'un bon spin peut nous procurer une vitesse angulaire d'environ 140 radians par seconde à un angle accélération d'environ -1,346 radians par seconde (l'accélération est négative parce que le spinner Fidget ralentit, ou décélération). Branchez ces chiffres et vous constaterez que Δt = 104.011. C'est 104 secondes de temps de rotation glorieux.
Certes, sans laser, sans matériaux de qualité industrielle et sans physicien, il peut être difficile de tester l'une de ces idées par vous-même. Mais il est garanti de vous faire un succès auprès de vos enfants. Belle vitesse angulaire, fils, mais toi avoir besoin pour travailler sur cette accélération angulaire négative élevée.
Fonctionne à chaque fois.
