Rokā turami trīszaru sīkrīki, kas, pamājot ar plaukstas locītavu, izklaidīgi griežas starp pirkstiem, fidget spinners ir ceļā uz to, lai kļūtu par 2017. gada labāko zemo tehnoloģiju rotaļlietu. Kopš uzliesmojusi fidget spinner traka, ražotāji ir nopelnījuši miljoniem (rotaļlietu un dolāru), skolas ir aizliegušas plaukstas lieluma vējdzirnavas, un psihologi ir paziņojuši par sīkrīkiem potenciāli terapeitisks.
Bet kā tie darbojas un, pats galvenais, kā jūs varat likt tiem griezties ilgāk un ātrāk? Ieejiet fizikā — tavs vidusskolas murgs un atslēga, lai izkustinātu nirvānu.
Kas ir Fidget Spinner?
Fidget spinners būtībā ir zemas berzes lodīšu gultņi. Tieši tā.
Kad divi objekti piespiežas viens pret otru, berze neļauj tiem vienmērīgi slīdēt. Ja mēģināt pārslidināt koka bloku pa koka grīdu, jūs atklāsiet, ka tas galu galā pārstāj slīdēt, pateicoties berzei starp šiem diviem objektiem. Bet, ja jūs ripināt koka bumbiņu pa to pašu grīdu, lai gan koks joprojām saskaras ar koku, bumba līkumo, jo berze aizņem atvaļinājumu. Tas ir tāpēc, ka rites berze (
Lodīšu gultņi izmanto šo jauko fizikas triku, lai izveidotu neticami zemas berzes virsmas. Ir zināms, ka reaktīvo dzinēju vārpstām, pulksteņu mehānismiem un skeitborda riteņiem ir dažādu klašu un berzes koeficientu lodīšu gultņi.
Lielākajai daļai fidget spinneru ir lodīšu gultnis tieši rotaļlietas centrā, un tas ir tas, ko jūs turat rokās, kad tā griežas. Centrs sastāv no vairākām mazām bumbiņām, kas iestiprinātas starp diviem apļveida kanāliem, ko sauc par "iekšējo rasi" un "ārējo". rase.” Bez bumbām skrējieni grieztos viens pret otru tikai dažus mirkļus, līdz tika paziņota slīdošā berze uzvara. Bet, pateicoties bumbiņām starp to virsmām, sacīkstes var griezties daudz ilgāk, pakļaujoties tikai rites berzei.
Kā es varu padarīt savu Fidget Spinner darbību ilgāku?
Īsā atbilde ir šāda: ar virsmu bez berzes. Diemžēl bez superšķidrais hēlijs vai daži nanotehnoloģiju zinātība, jūs, visticamāk, nevarēsit to atrisināt savām nemierīgajām vajadzībām.
Tāpēc mums ir palikušas stratēģijas berzes samazināšanai lodīšu gultņos. Viens vienkāršs veids ir ieeļļojiet gultni un notīriet netīrumus kas var palielināt berzi starp rasēm. Ja veidojat pats savu Fidget vērpēju, Apsveriet mazāk tradicionālos materiālus. Berze, kas pastāv, piemēram, starp keramiku un tēraudu, ir daudz mazāka nekā tērauda pret tēraudu. Tas nozīmē, ka divas tērauda sacīkstes, kas griežas ap keramiskām bumbiņām, var nopietni uzlabot jūsu rosīšanās spēli.
Cik ilgi es varu turēt savu Fidget Spinner grieztu?
Tas ir atkarīgs no leņķiskā ātruma, ar kuru jūs sākāt, raksta Rets Allains, Dienvidaustrumu Luiziānas universitātes fizikas profesors. VADU. Allains zem lāzera novietoja savu griezēju (neviens nav drošs), lai aprēķinātu leņķa izmaiņu ātrumu pozīcija laika gaitā (tāpat kā braukšanas ātruma noteikšana, aprēķinot, cik jūdžu nobraucat uz vienu stunda). Tā kā vērpējs laika gaitā palēninās, Allainam bija jāaprēķina arī leņķiskais paātrinājums jeb diezgan nemainīgs ātrums, ar kādu Fidget vērpējs palēninās virzienā uz neizbēgamo.
Leņķisko paātrinājumu (α) var arī aprēķināt, dalot leņķiskā ātruma izmaiņas (Δ⍵) ar laika izmaiņām (Δt), kas izklausās viltīgi, bet būtībā tas ir tas pats, kas likt vadītājam aprēķināt savu paātrinājumu, dalot automašīnas pašreizējo ātrumu ar vienu minūti pirms. Mazliet elkoņu smēres un matemātikas iegūst šo parocīgo vienādojumu:
α = Δ⍵ / Δt
Tagad, pateicoties Allaina lāzeram, mēs zinām, ka labs griešanās leņķiskais ātrums var sasniegt aptuveni 140 radiānu sekundē. paātrinājums aptuveni -1,346 radiāni sekundē (paātrinājums ir negatīvs, jo Fidget vērpējs palēninās vai palēninot). Pievienojiet šos skaitļus, un jūs atradīsiet, ka Δt = 104,011. Tas ir 104 sekundes lieliska griešanās laika.
Jāatzīst, ka bez lāzera, rūpnieciskiem materiāliem un fiziķa varētu būt sarežģīti pārbaudīt kādu no šīm idejām atsevišķi. Taču tas noteikti iepriecinās jūsu bērnus. Jauks leņķiskais ātrums, dēls, bet tu nepieciešams strādāt pie šī lielā negatīvā leņķiskā paātrinājuma.
Strādā katru reizi.
