Ročni trikraki pripomočki, ki se z premikom zapestja odsotno vrtijo med prsti, fidget spinnerji so na dobri poti, da postanejo najboljša nizkotehnološka igrača leta 2017. Odkar se je norost o fidget spinnerju razširila, so proizvajalci zaslužili milijone (igrač in dolarjev), šole so prepovedale vetrnice v velikosti dlani, psihologi pa so pripomočke razglasili potencialno terapevtsko.
Toda kako delujejo in, kar je najpomembneje, kako jih narediti, da se vrtijo dlje in hitreje? Vstopite v fiziko – vašo srednješolsko nočno moro in vaš ključ do fidget spinner nirvane.
Kaj je Fidget Spinner?
Fidget spinnerji so v bistvu kroglični ležaji z nizkim trenjem. to je to.
Ko se dva predmeta pritiskata drug na drugega, jima trenje preprečuje nemoteno drsenje. Če poskusite zdrsniti leseni blok po lesenem podu, boste ugotovili, da sčasoma preneha drseti zaradi trenja med tema dvema predmetoma. Če pa kotalite leseno kroglo po istem nadstropju, čeprav se les še vedno srečuje z lesom, žogica vijuga, ko trenje vzame dopust. To je zato, ker kotalno trenje (
Kroglični ležaji izkoristijo ta urejen fizični trik za ustvarjanje površin z neverjetno nizkim trenjem. Znano je, da gredi reaktivnega motorja, ura in kolesa rolke vsebujejo kroglične ležaje različnih razredov in koeficientov trenja.
Večina vrtilcev ima kroglični ležaj v središču igrače, ki ga držite, ko se vrti. Središče je sestavljeno iz več drobnih kroglic, stisnjenih med dvema krožnima kanaloma, imenovanima "notranja dirka" in "zunanja dirka." Brez žog bi se dirke vrtele ena proti drugi le nekaj trenutkov, dokler ni bilo razglašeno drsno trenje zmaga. Toda zahvaljujoč kroglicam med njihovimi površinami se lahko dirke vrtijo veliko dlje, podvržene le kotalnemu trenju.
Kako lahko podaljšam svoj Fidget Spinner?
Kratek odgovor je naslednji: s površino brez trenja. Na žalost brez supertekoč helij ali nekaj nanotehnološko znanje, je malo verjetno, da vam bo to uspelo za svoje vznemirljive potrebe.
Tako nam ostanejo strategije za zmanjšanje trenja v krogličnem ležaju. Eden od preprostih načinov je podmažite ležaj in očistite umazanijo kar lahko poveča trenje med dirkami. Če oblikujete svoj lasten vrtalnik Fidget, upoštevajte manj običajne materiale. Trenje, ki obstaja med keramiko in jeklom, na primer, je veliko manjše kot jeklo na jeklo. Kar pomeni, da bi dve jekleni dirki, ki se vrtita okoli keramičnih kroglic, lahko resno nadgradili vašo nemirno igro.
Kako dolgo se lahko vrtim Fidget Spinner?
To je odvisno od kotne hitrosti, s katero ste začeli, piše Rhett Allain, profesor fizike na univerzi Southeastern Louisiana. WIRED. Allain je svoj lastni vrtljivi vrtalnik (nihče ni varen) postavil pod laser, da bi izračunal hitrost spremembe kota položaj skozi čas (nekako tako, da ugotovite hitrost, ki jo vozite, tako da izračunate, koliko kilometrov prevozite na uro). Ker se spinner sčasoma upočasni, je moral Allain izračunati tudi kotni pospešek ali dokaj konstantno hitrost, s katero se vrtilec Fidget upočasni proti neizogibnemu.
Kotni pospešek (α) lahko izračunate tudi tako, da delite spremembo kotne hitrosti (Δ⍵) s spremembo časa (Δt), ki se sliši zapleteno, vendar je v bistvu enako, kot da bi vozniku rekli, naj izračuna svoj pospešek tako, da deli trenutno hitrost avtomobila s tisto, kar je bila ena minuta nazaj. Malo maščobe za komolce in matematike prinese to priročno enačbo:
α = Δ⍵ / Δt
Zdaj, zahvaljujoč Allainovemu laserju, vemo, da nam lahko dobro vrtenje doseže kotno hitrost približno 140 radianov na sekundo pri kotnem pospešek približno -1,346 radiana na sekundo (pospešek je negativen, ker se vrtilec Fidget upočasnjuje, oz. upočasnjuje). Priključite te številke in ugotovili boste, da je Δt = 104,011. To je 104 sekunde veličastnega časa vrtenja.
Res je, da bi bilo brez laserja, industrijskih materialov in fizika morda težko preizkusiti katero koli od teh idej sami. Zagotovo pa vam bo uspelo pritegniti svoje otroke. Lepa kotna hitrost, sin, ampak ti potrebujejo delati na tem visokem negativnem kotnem pospešku.
Deluje vsakič.
