Gadget-uri portabile cu trei capete care, cu o mișcare a încheieturii mâinii, se învârtesc absent între degete, filare agitate sunt pe cale să devină cea mai bună jucărie low-tech din 2017. De când a început nebunia fidget spinner, producătorii au câștigat milioane (de jucării și dolari), școlile au interzis morile de vânt de mărimea palmei, iar psihologii au declarat gadget-urile. potențial terapeutic.
Dar cum funcționează și, cel mai important, cum le poți face să se învârtească mai mult și mai repede? Intră în fizică – coșmarul tău de liceu și cheia ta pentru a te agita nirvana spinner.
Ce este un Fidget Spinner?
Fidget spinners sunt în esență rulmenți cu bile cu frecare redusă. Asta e.
Când două obiecte se apasă unul împotriva celuilalt, frecarea le împiedică să alunece fără probleme. Dacă încercați să glisați un bloc de lemn pe o podea din lemn, veți descoperi că în cele din urmă nu mai alunecă datorită frecării dintre aceste două obiecte. Dar dacă rostogolești o minge de lemn pe același podea, chiar dacă lemnul încă se întâlnește cu lemnul, mingea șerpuiește în timp ce frecarea își ia o vacanță. Asta pentru că frecarea de rulare (
Rulmenții cu bile profită de acest truc îngrijit de fizică pentru a crea suprafețe cu frecare incredibil de scăzută. Arborele motoarelor cu reacție, mișcările ceasurilor și roțile de skateboard sunt toate cunoscute ca având rulmenți cu bile de diferite grade și coeficienți de frecare.
Cele mai multe spinner-uri au un rulment cu bile chiar în centrul jucăriei, care este ceea ce țineți în mână în timp ce se învârte. Centrul constă din mai multe bile minuscule cuprinse între două canale circulare numite „cursa interioară” și „exterior. rasă." Fără bile, cursele s-ar învârti una împotriva celeilalte doar pentru câteva momente, până când se declară frecarea de alunecare. victorie. Dar, datorită bilelor dintre suprafețele lor, cursele se pot învârti mult mai mult timp, supuse doar frecării de rulare.
Cum îmi pot face Fidget Spinnerul să meargă mai lung?
Răspunsul scurt este acesta: cu o suprafață fără frecare. Din pacate, fara Heliu superlichid sau ceva know-how în domeniul nanotehnologiei, este puțin probabil să reușiți asta pentru nevoile dvs. agitate.
Așa că am rămas cu strategii pentru reducerea frecării în interiorul rulmentului cu bile. O modalitate ușoară este lubrifiați rulmentul și curățați murdăria care poate crește frecarea între curse. Dacă vă proiectați propriul spinner Fidget, luați în considerare materialele mai puțin convenționale. Frecarea care există între ceramică și oțel, de exemplu, este mult mai mică decât oțelul pe oțel. Ceea ce înseamnă că două curse de oțel care se învârt în jurul bilelor de ceramică ar putea îmbunătăți serios jocul de agitație.
Cât timp îmi pot menține Fidget Spinner-ul învârtită?
Asta depinde de viteza unghiulară cu care ai început, scrie Rhett Allain, profesor de fizică la Universitatea Southeastern Louisiana, în CABLAT. Allain și-a plasat propriul spinner (nimeni nu este în siguranță) sub un laser pentru a calcula rata de schimbare a unghiulară poziție în timp (un fel de a afla viteza pe care o conduceți calculând câți mile parcurgeți per ora). Deoarece spinnerul încetinește în timp, Allain a trebuit să calculeze și accelerația unghiulară, sau rata destul de constantă la care spinnerul Fidget încetinește spre inevitabil.
Accelerația unghiulară (α) poate fi calculată și împărțind modificarea vitezei unghiulare (Δ⍵) la modificarea timpului (Δt), ceea ce sună complicat, dar este în esență același lucru cu a-i spune unui șofer să-și calculeze accelerația împărțind viteza actuală a mașinii la cât a fost un minut. în urmă. Un pic de unsoare pentru cot și matematică dă această ecuație la îndemână:
α = Δ⍵ / Δt
Acum, datorită laserului lui Allain, știm că o rotație bună ne poate obține o viteză unghiulară de aproximativ 140 de radiani pe secundă la un unghiular. accelerație de aproximativ -1,346 radiani pe secundă (accelerația este negativă deoarece spinnerul Fidget încetinește sau decelerare). Introduceți acele numere și veți găsi că Δt= 104,011. Sunt 104 de secunde de un timp glorios de rotire.
Desigur, fără un laser, materiale de calitate industrială și un fizician, ar putea fi dificil să testați oricare dintre aceste idei pe cont propriu. Dar este garantat să vă facă un succes în jurul copiilor voștri. Viteză unghiulară bună, fiule, dar tu nevoie pentru a lucra la accelerația unghiulară negativă mare.
Funcționează de fiecare dată.
