Gadget palmari a tre punte che, con un movimento del polso, volteggiano distrattamente tra le dita, filatori di fidget sono sulla buona strada per diventare il miglior giocattolo low-tech del 2017. Da quando è decollata la mania del fidget spinner, i produttori hanno guadagnato milioni (di giocattoli e dollari), le scuole hanno vietato i mulini a vento delle dimensioni di una palma e gli psicologi hanno dichiarato che i gadget potenzialmente terapeutico.
Ma come funzionano e, soprattutto, come puoi farli girare più a lungo e più velocemente? Entra nella fisica, il tuo incubo del liceo e la tua chiave per agitare il nirvana dello spinner.
Che cos'è un filatore di fidget?
I filatori Fidget sono essenzialmente cuscinetti a sfera a basso attrito. Questo è tutto.
Quando due oggetti si premono l'uno contro l'altro, l'attrito impedisce loro di scivolare dolcemente. Se provi a far scorrere un blocco di legno su un pavimento di legno, scoprirai che alla fine smette di scivolare grazie all'attrito tra questi due oggetti. Ma se fai rotolare una palla di legno sullo stesso pavimento, anche se il legno incontra ancora il legno, la palla serpeggia mentre l'attrito prende una vacanza. Questo perché l'attrito volvente (
I cuscinetti a sfera sfruttano questo accurato trucco di fisica per creare superfici incredibilmente a basso attrito. Gli alberi dei motori a reazione, i movimenti degli orologi e le ruote da skateboard sono tutti noti per essere dotati di cuscinetti a sfera di vari gradi e coefficienti di attrito.
La maggior parte dei fidget spinner ha un cuscinetto a sfera proprio al centro del giocattolo, che è ciò che stai tenendo mentre gira. Il centro è costituito da diverse palline minuscole racchiuse tra due canali circolari chiamati "corsa interna" e "esterno". corsa." Senza le palle, le razze girerebbero l'una contro l'altra solo per pochi istanti, fino a quando non viene dichiarato l'attrito radente vittoria. Ma, grazie alle sfere tra le loro superfici, le piste possono girare molto più a lungo, soggette solo all'attrito volvente.
Come posso allungare il mio Fidget Spinner?
La risposta breve è questa: con una superficie senza attrito. Sfortunatamente, senza Elio superliquido o qualche know-how nanotecnologico, è improbabile che tu sia in grado di farlo per le tue esigenze irrequiete.
Quindi ci restano le strategie per ridurre l'attrito all'interno del cuscinetto a sfere. Un modo semplice è il lubrificare il cuscinetto e pulire lo sporco che può aumentare l'attrito tra le razze. Se stai progettando il tuo filatore Fidget, considerare materiali meno convenzionali. L'attrito che esiste tra ceramica e acciaio, ad esempio, è molto inferiore a quello dell'acciaio sull'acciaio. Il che significa che due razze d'acciaio che girano su sfere di ceramica potrebbero migliorare seriamente il tuo gioco irrequieto.
Per quanto tempo posso far girare il mio Fidget Spinner?
Dipende dalla velocità angolare con cui hai iniziato, Rhett Allain, professore di fisica alla Southeastern Louisiana University, scrive in CABLATO. Allain ha posizionato il suo fidget spinner (nessuno è al sicuro) sotto un laser per calcolare il tasso di variazione angolare posizione nel tempo (un po 'come capire la velocità che stai guidando calcolando quante miglia percorri per ora). Poiché la trottola rallenta nel tempo, Allain ha dovuto calcolare anche l'accelerazione angolare, ovvero la velocità abbastanza costante con cui la trottola Fidget rallenta verso l'inevitabile.
L'accelerazione angolare (α) può anche essere calcolata dividendo la variazione della velocità angolare (Δ⍵) per la variazione del tempo (Δt) che suona difficile, ma è essenzialmente come dire a un guidatore di calcolare la sua accelerazione dividendo la velocità attuale dell'auto per quello che era un minuto fa. Un po' di olio di gomito e matematica producono questa pratica equazione:
α = Δ⍵ / t
Ora, grazie al laser di Allain, sappiamo che una buona rotazione può darci una velocità angolare di circa 140 radianti al secondo ad un angolo accelerazione di circa -1,346 radianti al secondo (l'accelerazione è negativa perché il filatore Fidget sta rallentando, o decelerazione). Inserisci quei numeri e scoprirai che Δt= 104.011. Sono 104 secondi di glorioso tempo di rotazione.
Certo, senza un laser, materiali di qualità industriale e un fisico, potrebbe essere difficile testare una di queste idee da soli. Ma è garantito che ti renderà un successo intorno ai tuoi figli. Bella velocità angolare, figliolo, ma tu bisogno per lavorare su quell'elevata accelerazione angolare negativa.
Funziona ogni volta.
