Dispositivos portáteis de três pontas que, com um movimento do pulso, giram distraidamente entre seus dedos, fidget spinners estão a caminho de se tornar o principal brinquedo de baixa tecnologia de 2017. Desde que a mania dos giradores de fidget disparou, os fabricantes ganharam milhões (em brinquedos e dólares), as escolas proibiram os moinhos de vento do tamanho da palma da mão e psicólogos declararam os aparelhos potencialmente terapêutico.
Mas como eles funcionam e, o mais importante, como você pode fazê-los girar mais e mais rápido? Entre na física - seu pesadelo do ensino médio e sua chave para agitar o nirvana do spinner.
O que é um Fidget Spinner?
Os spinners Fidget são essencialmente rolamentos de esferas de baixa fricção. É isso.
Quando dois objetos pressionam um contra o outro, a fricção os impede de deslizar suavemente. Se você tentar deslizar um bloco de madeira por um piso de madeira, você descobrirá que ele eventualmente para de deslizar graças ao atrito entre esses dois objetos. Mas se você rolar uma bola de madeira pelo mesmo chão, mesmo que a madeira ainda se encontre com a madeira, a bola serpenteia enquanto o atrito tira férias. Isso ocorre porque o atrito de rolamento (
Os rolamentos de esferas tiram proveito desse truque de física bacana para criar superfícies de fricção incrivelmente baixa. Eixos de motor a jato, movimentos de relógio e rodas de skate são conhecidos por apresentar rolamentos de esferas de vários graus e coeficientes de atrito.
A maioria dos giradores de fidget tem um rolamento de esferas bem no centro do brinquedo, que é o que você está segurando enquanto ele gira. O centro consiste em várias pequenas bolas imprensadas entre dois canais circulares chamados de "pista interna" e "externa raça." Sem as bolas, as corridas girariam umas contra as outras por apenas alguns momentos, até que o atrito deslizante fosse declarado vitória. Mas, graças às bolas entre suas superfícies, as corridas podem girar por muito mais tempo, sujeitas apenas ao atrito de rolamento.
Como posso fazer meu Fidget Spinner durar mais tempo?
A resposta curta é esta: com uma superfície sem atrito. Infelizmente, sem Hélio superlíquido ou alguns know-how de nanotecnologia, é improvável que você seja capaz de fazer isso para suas necessidades inquietas.
Então, ficamos com estratégias para reduzir o atrito dentro do rolamento de esferas. Uma maneira fácil é a lubrifique o rolamento e limpe a sujeira que pode aumentar o atrito entre as raças. Se você estiver projetando seu próprio botão giratório Fidget, considere materiais menos convencionais. O atrito que existe entre a cerâmica e o aço, por exemplo, é muito menor do que o aço no aço. O que significa que duas raças de aço girando em torno de bolas de cerâmica podem atualizar seriamente o seu jogo inquieto.
Por quanto tempo posso manter meu Fidget Spinner girando?
Isso depende da velocidade angular com a qual você começou, Rhett Allain, professor de física da Southeastern Louisiana University, escreve em WIRED. Allain colocou seu próprio girador de fidget (ninguém está seguro) sob um laser para calcular a taxa de mudança angular posição ao longo do tempo (mais ou menos como descobrir a velocidade que você está dirigindo calculando quantos quilômetros percorre por hora). Uma vez que o spinner desacelera com o tempo, Allain também teve que calcular a aceleração angular, ou a taxa razoavelmente constante em que o spinner Fidget desacelera em direção ao inevitável.
A aceleração angular (α) também pode ser calculada dividindo a mudança na velocidade angular (Δ⍵) pela mudança no tempo (Δt), o que parece complicado, mas é essencialmente o mesmo que dizer a um motorista para calcular sua aceleração dividindo a velocidade atual do carro pelo que era um minuto atrás. Um pouco de graxa de cotovelo e matemática produz esta equação útil:
α = Δ⍵ / Δt
Agora, graças ao laser de Allain, sabemos que um bom giro pode nos levar a uma velocidade angular de cerca de 140 radianos por segundo em um ângulo angular aceleração de cerca de -1.346 radianos por segundo (a aceleração é negativa porque o botão giratório Fidget está diminuindo a velocidade, ou desacelerando). Insira esses números e você descobrirá que Δt = 104,011. Isso é 104 segundos de tempo de giro glorioso.
É certo que sem um laser, materiais de nível industrial e um físico, pode ser complicado testar qualquer uma dessas idéias por conta própria. Mas é garantido que você será um sucesso entre seus filhos. Boa velocidade angular, filho, mas você necessidade para trabalhar nessa alta aceleração angular negativa.
Funciona sempre.
