手首をフリックするだけで、指の間をぐるぐる回るハンドヘルドの3本指のガジェット。 フィジェットスピナー 2017年のトップローテク玩具になるための道を順調に進んでいます。 ハンドスピナーの流行が始まって以来、メーカーは数百万ドル（おもちゃとドル）を作り、学校は手のひらサイズの風車を禁止し、心理学者はガジェットを宣言しました 潜在的に治療的.
しかし、それらはどのように機能し、そして最も重要なことに、どのようにしてそれらをより長く、より速く回転させることができますか？ 物理学を入力してください—高校の悪夢、そしてスピナーの涅槃をそわそわするための鍵。
フィジェットスピナーとは何ですか？
フィジェットスピナーは本質的に低摩擦のボールベアリングです。 それでおしまい.
2つのオブジェクトが互いに押し合うと、摩擦によってオブジェクトがスムーズにスライドできなくなります。 木のブロックを木の床の上でスライドさせようとすると、これら2つのオブジェクト間の摩擦のおかげで、最終的にはスライドが停止することがわかります。 しかし、同じ床を横切って木製のボールを転がすと、木がまだ木と出会っていても、摩擦が休暇を取るので、ボールは曲がりくねっています。 転がり摩擦（誤称）ボールと床の間の接触面は比較的重要ではないため、通常の滑り摩擦よりもはるかに弱いです。
ボールベアリングは、この巧妙な物理学のトリックを利用して、信じられないほど低摩擦の表面を作成します。 ジェットエンジンのシャフト、時計のムーブメント、スケートボードのホイールはすべて、さまざまなグレードと摩擦係数のボールベアリングを備えていることが知られています。
ほとんどのハンドスピナーには、おもちゃの真ん中にボールベアリングがあります。これは、おもちゃが回転するときに持っているものです。 センターは、「インナーレース」と「アウターレース」と呼ばれる2つの円形のチャネルの間に挟まれたいくつかの小さなボールで構成されています 人種。" ボールがないと、滑り摩擦が宣言されるまで、レースはほんの少しの間互いに回転します。 勝利。 しかし、それらの表面の間のボールのおかげで、レースははるかに長く回転することができ、転がり摩擦のみを受けます。
フィジェットスピナーを長くするにはどうすればよいですか？
簡単な答えはこれです：摩擦のない表面で。 残念ながら、 超液体ヘリウム またはいくつか ナノテクのノウハウ、そわそわする必要性のためにそれをやってのけることができる可能性は低いです。
そのため、ボールベアリング内の摩擦を減らすための戦略が残されています。 簡単な方法の1つは ベアリングに注油し、汚れを取り除きます それはレース間の摩擦を増やすかもしれません。 独自のFidgetスピナーを設計している場合は、 あまり一般的でない材料を検討する. たとえば、セラミックと鋼の間に存在する摩擦は、鋼上の鋼よりもはるかに小さいです。 つまり、セラミックボールを中心に回転する2つのスチールレースが、そわそわするゲームを真剣にアップグレードする可能性があるということです。
フィジェットスピナーをどのくらい回転させ続けることができますか？
それはあなたが始めた角速度に依存します、サウスイースタンルイジアナ大学の物理学教授であるレットアランはこう書いています 有線. アランは自分のハンドスピナー（誰も安全ではない）をレーザーの下に置き、角度の変化率を計算しました 時間の経過に伴う位置（1回の走行距離を計算して運転速度を計算するようなものです） 時間）。 スピナーは時間の経過とともに減速するため、Allainは角加速度、つまりFidgetスピナーが必然的に減速するかなり一定の速度も計算する必要がありました。
角加速度（α）は、角速度の変化（Δ⍵）を時間の変化（Δt）で割ることによって計算することもできます。 ただし、基本的には、車の現在の速度を1分で割って加速度を計算するようにドライバーに指示するのと同じです。 前に。 少しの肘のグリースと数学はこの便利な方程式を生み出します：
α=Δ⍵/Δt
さて、Allainのレーザーのおかげで、良いスピンで1秒あたり約140ラジアンの角速度を得ることができることがわかりました。 毎秒約-1.346ラジアンの加速度（フィジェットスピナーの速度が低下しているため、加速度が負になっている、または 減速）。 これらの数値を差し込むと、Δt= 104.011であることがわかります。 それは104秒の素晴らしいスピンタイムです。
確かに、レーザー、工業用グレードの材料、および物理学者がいなければ、これらのアイデアのいずれかを自分でテストするのは難しいかもしれません。 しかし、それはあなたがあなたの子供たちの周りでヒットすることを保証します。 いい角速度、息子、でもあなたは 必要 その高い負の角加速度に取り組むために。
毎回動作します。
