Jag har stött på den här leksaken som heter ”Switch Pitch” designad av Chuck Hoberman. Det är en boll som när den kastas i luften (med en viss mängd av rotation), inverterar och ändrar färg. Tillverkad av plast, den är kopplad till många uttag. Det är ganska svårt att beskriva, så jag kommer att inkludera några länkar.
Här är en bild av bollen i första position, sedan i luften, sedan i sin andra position.
En video av bollen som kastas. https://www.youtube.com/watch?v=zwevlig6CxI
Jag har gjort en del undersökningar och saker som bevarande av vinkelmoment, centripetala krafter, translationell energi och rotationsenergi har kommit upp (också något om aktiveringsenergi, även om jag tror att det är kemi). Om dessa gäller, kan någon förklara hur de gör det? Jag är väldigt nyfiken på detta.
Tack!
Kommentarer
- Trevlig fråga. Skulle vara helt fantastiskt om begreppet geometrisk (bärfas) skulle spela en roll!
- Jag ' har haft en av dem! Jag har alltid tänkt att bitarna som gör bollen till en stjärna (bästa beskrivningen jag kan komma på) i luften var viktade så att när du applicerade ' snurr ' till den ' d tvingas utåt, förfallet i rörelse när det föll och stängde det i en annan färgad boll – det ' är coolt även utan fysik.
- Jag ' är säker på att JJ Thomson eller Alfred Mayer skulle använda detta som en " möjlig " klassisk modell av neutrinsvängningar, om de levde idag. 😉 eoht.info/page/Floating+magnets+experiment
Svar
Är en fin design, även om den verkar ganska komplex har den bara en grad av frihet relaterad till expansionen.
Så det är en genial grupp av delar som är kopplade till varandra på ett sådant sätt att systemet bara är stabilt i två konfigurationer.
Består av två typer av delar:
-
skivliknande bit: det finns fyra av dem synliga för varje färg, de omges av 3 av den andra typen:
-
foliliknande: de omger varje skivliknande stycke när kulan dras samman
Att gå från en konfiguration till en annan innebär att 4 skivliknande bitar döljs, ytan på de andra 4 som var gömda inuti och vippningen av alla folieliknande bitar.
Varför händer detta när du roterar? Detta orsakas av centrifugalkrafterna som skapas när bollen roterar. Och det spelar ingen roll rotationsriktningen, för när du drar ett stycke utanför för att expandera rör sig alla bitarna tillsammans på grund av att alla rörelser kopplas ihop. Det är vad det betyder att det bara har en frihetsgrad.
Varför drar det sig igen? Tja, bollen kan bara expandera en viss mängd på grund av dess design, vid denna tidpunkt studsar den tillbaka och startar en sammandragningsrörelse som viks igen.
Detaljerna i designen ligger ganska utanför mina ritningsförmåga och jag hittade inte bättre bilder eller diagram över den faktiska leksaken att producera här. Jag hoppas att förklaringen var tillräckligt grafisk.