Ik “ben dit speeltje tegengekomen met de naam” Switch Pitch “, ontworpen door Chuck Hoberman. Het is een bal die in de lucht wordt gegooid (met een bepaalde hoeveelheid rotatie), keert om en verandert van kleur. Het is gemaakt van plastic en is verbonden met talloze stopcontacten. Het is vrij moeilijk te beschrijven, dus ik zal enkele links toevoegen.
Hier is een foto van de bal in de eerste positie, dan in de lucht en dan in de tweede positie.
Een video van de bal die wordt geworpen. https://www.youtube.com/watch?v=zwevlig6CxI
Ik heb wat onderzoek gedaan, en zaken als behoud van impulsmoment, middelpuntzoekende krachten, translatie-energie en rotatie-energie zijn naar boven gekomen (ook iets over activeringsenergie, hoewel ik geloof dat dat chemie is). Als deze van toepassing zijn, kan iemand dan uitleggen hoe ze het doen? Ik ben hier erg benieuwd naar.
Bedankt!
Reacties
- Leuke vraag. Zou absoluut geweldig zijn als het concept van de geometrische (Berry) fase een rol zou spelen!
- Ik ' heb er zo een gehad! Ik dacht altijd dat de bits die de bal in een ster veranderen (de beste beschrijving die ik kan bedenken) in de lucht waren gewogen, zodat wanneer je de ' spin toepaste ' eraan ' zouden naar buiten worden gedwongen, waarbij de beweging in beweging kwam toen het viel en het in een ander gekleurde bal sloot – het ' is cool, zelfs zonder de fysica.
- Ik ' weet zeker dat JJ Thomson of Alfred Mayer dit als een " mogelijk " klassiek model van neutrino-oscillaties, als ze vandaag zouden leven. 😉 eoht.info/page/Floating+magnets+experiment
Antwoord
Is een mooi ontwerp, hoewel het nogal complex lijkt, het heeft maar één vrijheidsgraad gerelateerd aan de uitbreiding.
Het is dus een ingenieus ensemble van stukken die zo met elkaar zijn verbonden dat het systeem alleen stabiel is in 2 configuraties.
Is samengesteld uit twee soorten stukken:
-
schijfachtig stuk: er zijn er 4 zichtbaar voor elke kleur, ze zijn omgeven door 3 van het andere type:
-
folie-achtig: ze omringen elk schijfachtig stuk wanneer de bal wordt samengetrokken
Van de ene configuratie naar de andere gaan, houdt het verbergen van 4 schijfachtige stukken in, het naar boven komen van de andere 4 die erin verborgen waren, en het omdraaien van alle folie-achtige stukken.
Waarom gebeurt dit tijdens het roteren? Welnu, dit wordt veroorzaakt door de middelpuntvliedende krachten die worden gecreëerd wanneer de bal draait. En het maakt de draairichting niet uit, want als je een stuk naar buiten trekt om uit te zetten, bewegen alle stukken samen doordat al hun bewegingen worden gekoppeld. Dat betekent dat het maar één vrijheidsgraad heeft.
Waarom krimpt het weer? Welnu, de bal kan door zijn ontwerp slechts een bepaald deel uitzetten, op dit punt stuitert hij terug en begint hij weer een samentrekkingsbeweging te vouwen.
De details van het ontwerp zijn nogal uit mijn ontwerp-tekenvaardigheden vond hier geen betere afbeeldingen of diagrammen van het eigenlijke speelgoed om te produceren. Ik hoop dat de uitleg grafisch genoeg was.