손목을 튕기기만 해도 손가락 사이를 빙글빙글 돌리는 휴대용 세 갈래 가제트, 피젯 스피너 2017년 최고의 로우테크 장난감이 되기 위해 순조롭게 진행 중입니다. 피젯 스피너 열풍이 시작된 이후 제조업체는 수백만 달러(장난감 및 달러)를 만들었으며 학교에서는 손바닥 크기의 풍차를 금지했으며 심리학자들은 이러한 장치를 선언했습니다. 잠재적으로 치료.
그러나 그들은 어떻게 작동하며 가장 중요한 것은 어떻게 더 길고 빠르게 회전시킬 수 있습니까? 물리학에 입문하세요. 고등학교 시절의 악몽이자 열반을 피하는 열쇠입니다.
피젯 스피너란?
피젯 스피너는 기본적으로 마찰이 적은 볼 베어링입니다. 그게 다야.
두 물체가 서로를 누르면 마찰로 인해 부드럽게 미끄러지지 않습니다. 나무 바닥을 가로질러 나무 블록을 밀려고 하면 이 두 물체 사이의 마찰로 인해 결국 미끄러지지 않는다는 것을 알게 될 것입니다. 그러나 같은 바닥을 가로질러 나무 공을 굴리면 나무가 여전히 나무와 만나더라도 마찰이 쉬면서 공은 사행합니다. 구름마찰(잘못된 명칭) 볼과 바닥 사이의 접촉 표면이 상대적으로 중요하지 않기 때문에 일반적인 슬라이딩 마찰보다 훨씬 약합니다.
볼 베어링은 이 깔끔한 물리학 트릭을 활용하여 매우 낮은 마찰 표면을 만듭니다. 제트 엔진 샤프트, 시계 무브먼트 및 스케이트보드 휠은 모두 다양한 등급과 마찰 계수의 볼 베어링을 특징으로 하는 것으로 알려져 있습니다.
대부분의 피젯 스피너에는 장난감의 중앙에 볼 베어링이 있으며, 이 볼 베어링은 회전할 때 잡고 있는 것입니다. 센터는 "내부 레이스"와 "외부 레이스"라고 하는 두 개의 원형 채널 사이에 끼워진 여러 개의 작은 볼로 구성됩니다. 경주." 볼이 없으면 레이스는 슬라이딩 마찰이 선언될 때까지 몇 분 동안만 서로에 대해 회전합니다. 승리. 그러나 표면 사이의 볼 덕분에 레이스는 롤링 마찰에만 영향을 받아 훨씬 더 오래 회전할 수 있습니다.
피젯 스피너를 더 오래 사용하려면 어떻게 해야 하나요?
짧은 대답은 마찰이 없는 표면입니다. 불행히도, 없이 초액체 헬륨 또는 일부 나노기술 노하우, 당신은 안절부절 못하는 요구를 위해 그것을 해낼 수 없을 것입니다.
따라서 볼 베어링 내부의 마찰을 줄이기 위한 전략이 남았습니다. 한 가지 쉬운 방법은 베어링 윤활 및 먼지 청소 인종 간의 마찰을 증가시킬 수 있습니다. 자신만의 Fidget 스피너를 디자인하는 경우, 덜 전통적인 재료 고려. 예를 들어 세라믹과 강철 사이에 존재하는 마찰은 강철 위의 강철보다 훨씬 적습니다. 이것은 세라믹 볼을 중심으로 회전하는 두 개의 강철 경주가 당신의 안절부절 게임을 심각하게 업그레이드할 수 있음을 의미합니다.
피젯 스피너를 얼마나 오래 계속 돌릴 수 있습니까?
사우스이스턴 루이지애나 대학의 물리학 교수인 Rhett Allain은 다음과 같이 기술합니다. 열광한. Allain은 각도 변화율을 계산하기 위해 레이저 아래에 자신의 피젯 스피너(아무도 안전하지 않음)를 배치했습니다. 시간 경과에 따른 위치 시간). 스피너는 시간이 지남에 따라 느려지기 때문에 Allain은 각가속도, 즉 피젯 스피너가 피할 수 없는 방향으로 느려지는 상당히 일정한 비율을 계산해야 했습니다.
각가속도(α)는 각속도의 변화(Δ⍵)를 시간의 변화(Δt)로 나누어 계산할 수도 있습니다. 그러나 본질적으로 운전자에게 자동차의 현재 속도를 1분으로 나누어 가속도를 계산하도록 지시하는 것과 같습니다. 전에. 약간의 팔꿈치 기름과 수학은 다음과 같은 편리한 방정식을 산출합니다.
α = Δ⍵ / Δt
이제 Allain의 레이저 덕분에 좋은 회전이 각속도에서 초당 약 140라디안의 각속도를 얻을 수 있다는 것을 알고 있습니다. 초당 약 -1.346 라디안의 가속(피젯 스피너가 느려지기 때문에 가속은 음수입니다. 또는 감속). 이 숫자를 대입하면 Δt= 104.011임을 알 수 있습니다. 104초의 영광스러운 회전 시간입니다.
레이저, 산업 등급 재료 및 물리학자가 없으면 이러한 아이디어를 스스로 테스트하기가 어려울 수 있습니다. 그러나 그것은 당신이 당신의 아이들 주위에서 인기를 끌게 보장합니다. 좋은 각속도, 얘야, 하지만 너는 필요 높은 음의 각가속도에 대해 작업합니다.
매번 작동합니다.
