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Fidget旋转器的工作原理:都是关于物理的

因为基础物理的缘故,坐立不安的纺纱机在旋转。idan gamliel/Shutterstock)

坐立不安的旋转器——孩子们旋转它们,而家长们可能不会“明白”为什么回力棒形状的玩具会受到这种力量的影响,旧金山探索院的物理学家保罗·多尔蒂说:

“几个月前,波士顿大学的肯尼斯·布雷彻教授把我介绍给fidget纺纱机。”他自己做纺纱玩具,递给我一个提琴纺纱器,让我猜猜是什么。多尔蒂在一封电子邮件中告诉《科学现场》(Live Science),“我描述了它的作用,但不知道为什么有人会买一个;-)”对于多尔蒂来说,

是有趣的,另一个原因是:“对我来说,这些显示了滚珠轴承的凉爽性,它减少了摩擦,并允许物体自由旋转很长一段时间。”(基本上,摩擦是当一个物体相对于另一个物体移动时产生的运动阻力。【为什么Fidget旋转器这么热(以及在哪里购买)】

这里介绍一下当你的孩子或你在手指上平衡Fidget旋转器并使其旋转时发生的事情。

滚珠轴承是这个旋转玩具的关键。要了解原因,请尝试以下 ... :在地板上滑动一块木头或其他材料。然后用大理石做同样的事情。”“我敢打赌大理石走得更远,”多尔蒂说。这是因为与滚动运动相关的摩擦力通常小于所谓的滑动摩擦力。

这一原理同样适用于纺纱机。多尔蒂说,在旋转器的中心和三个“机翼”的每一个上都有一个轴承座圈,这是一个环形通道,小滚珠在其周围以低摩擦滚动。[7款经典玩具的酷物理]

要想让任何物体旋转,你需要对其施加一种称为扭矩的扭转力。多尔蒂说:“在fidget旋转器中,你握住一个滚珠轴承的中心,外轴承座圈旋转,fidget的外部分与外轴承座圈旋转。”用手指轻敲坐琴或快速转动手腕,坐琴就会启动,因为摩擦力很小,所以坐琴会继续转动。

,在旋转时,形状很重要如果你把滚珠轴承放在圆盘的中心,你就必须通过推动外圈来开始旋转,”多尔蒂说,他指的是物体的质心会在中心。(质心是你可以平衡物体的点,就像跷跷板的枢轴点。)

“但是,如果物体有突出物,所以球轴承不在质心,你可以用手腕轻拍它开始旋转,”他补充说。旋转器外部的滚珠轴承主要是以重量计的。

为了了解这是如何工作的,Doherty提供了一个简单的例子想想短而厚的压舌板一端的滚珠轴承。握住拇指和食指之间的轴承,让压具垂下。多尔蒂说,把你的手向前平行于地板移动,然后突然停下来,棍子会绕着一个圆圈转。

你可以自己做fidget旋转器,尽管是一个更大的版本。他说,他是这样做的,虽然他没有使用滚珠轴承,但仍然可以使用。

与家长或其他成年人一起监督:

从光滑的圆柱形Bic或其他类似的笔上切下1.5英寸长(近4厘米)的部分,去掉墨水。在半英寸PVC四通接头上钻一个比钢笔稍大的孔,稍微偏离中心。将圆柱形笔段滑入孔中。多尔蒂说,把笔夹在拇指和手指之间,只需要几秒钟就能让“烦躁”旋转起来

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(探索馆有许多其他有趣的实验和科学活动,如上图所示。)

关于生命科学的原始文章。

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