Jeg har kommet over dette leketøyet som kalles en «Switch Pitch» designet av Chuck Hoberman. Det er en ball som kastes i luften (med en viss mengde av rotasjon), inverterer og endrer farge. Laget av plast, det er forbundet med mange stikkontakter. Det er ganske vanskelig å beskrive, så jeg inkluderer noen lenker.
Her er et bilde av ballen i første posisjon, deretter midt i luften, deretter i sin andre posisjon.
En video av ballen som kastes. https://www.youtube.com/watch?v=zwevlig6CxI
Jeg har gjort noen undersøkelser, og ting som bevaring av vinkelmoment, sentripetale krefter, translasjonsenergi og rotasjonsenergi har kommet opp (også noe om aktiveringsenergi, selv om jeg tror det er kjemi). Hvis disse gjelder, kan noen forklare hvordan de gjør det? Jeg er veldig nysgjerrig på dette.
Takk!
Kommentarer
- Fint spørsmål. Ville være helt topp hvis begrepet geometrisk (bær) fase ville spille en rolle!
- Jeg ' har hatt en av dem! Jeg har alltid trodd at bitene som gjør ballen til en stjerne (den beste beskrivelsen jeg kan finne på) i luften var vektet slik at når du brukte ' spinn ' til det de ' d blir tvunget utover, bortfallet i bevegelse da det falt og lukket det i en annen farget ball – det ' er kult selv uten fysikk skjønt.
- Jeg ' er sikker på at JJ Thomson eller Alfred Mayer vil bruke dette som en " mulig " klassisk modell av nøytrino-svingninger, hvis de levde i dag. 😉 eoht.info/page/Floating+magnets+experiment
Svar
Er et pent design, selv om det virker ganske komplisert, har det bare en grad av frihet knyttet til utvidelsen.
Så det er et genialt ensemble av brikker som er koblet til hverandre på en slik måte at systemet bare er stabilt i to konfigurasjoner.
Er sammensatt av to typer brikker:
-
plate-lignende stykke: det er fire av dem synlige for hver farge, de er omgitt av 3 av den andre typen:
-
folielignende: de omgir hvert skivelignende stykke når ballen trekkes sammen
Å gå fra en konfigurasjon til den andre innebærer skjul av 4 skivelignende brikker, overflaten til de andre 4 som var gjemt inne, og vippet av alle folielignende stykker.
Hvorfor skjer dette når du roterer? Vel, dette er forårsaket av sentrifugalkreftene som oppstår når ballen roterer. Og det spiller ingen rolle rotasjonsretningen, for når du trekker ett stykke utenfor for å utvide, beveger alle brikkene seg sammen på grunn av at alle bevegelsene deres er koblet sammen. Det er det det betyr at den bare har en grad av frihet.
Hvorfor trekker den seg sammen igjen? Vel, ballen kan bare utvide en viss mengde på grunn av designen, på dette tidspunktet spretter den tilbake og begynner en sammentrekningsbevegelse som brettes igjen.
Detaljene i designet er ganske utenfor designtegneferdighetene mine og jeg fant ikke bedre bilder eller diagrammer av selve leketøyet å produsere her. Jeg håper forklaringen var grafisk nok.