Aprofundați în fizica Hula-Hoop-ului

O anumită versiune a Hula-Hoop există de milenii, dar populara versiune din plastic a fost introdusă de Wham-O în anii 1950 și a devenit rapid un mod. Acum, cercetătorii au aruncat o privire mai atentă asupra fizicii care stau la baza jucăriei, dezvăluind că anumite tipuri de corp sunt mai bune în a menține cercurile care se rotesc ridicate decât altele, potrivit unui studiu. hârtie nouă publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Am fost surprinși că o activitate la fel de populară, distractivă și sănătoasă precum hula hooping nu a fost înțeleasă nici măcar la un nivel de fizică de bază.” a spus coautorul Leif Ristroph de la Universitatea din New York. „Pe măsură ce am făcut progrese în cercetare, ne-am dat seama că matematica și fizica implicate sunt foarte subtile, iar cunoștințele dobândite ar putea fi utile în inspirarea inovațiilor inginerești, recoltarea energiei din vibrații și îmbunătățirea poziționărilor și dispozitivelor de mișcare robotizate utilizate în procesarea industrială și producție.”

Laboratorul lui Ristroph abordează frecvent aceste tipuri de puzzle-uri colorate din lumea reală. De exemplu, în 2018Ristroph și colegii reglat fin rețeta bulei perfecte bazată pe experimente cu folii subțiri cu săpun. În 2021laboratorul Ristroph privit în procesele de formare care stau la baza așa-numitelor „păduri de piatră” comune în anumite regiuni din China și Madagascar.

În 2021laboratorul lui a construit o supapă Tesla funcționalăîn conformitate cu proiectul inventatorului, și a măsurat debitul de apă prin supapă în ambele direcții la diferite presiuni. Au descoperit că apa curgea de aproximativ două ori mai încet în direcția nepreferată. În 2022a studiat Ristroph aerodinamica depășit de complexă a ceea ce face un avion de hârtie bun – în special, ceea ce este necesar pentru alunecare lină.

Și anul trecut, laboratorul lui Ristroph a rezolvat problema a fizicianului Richard Feynman problema „sprinkler invers”.ajungând la concluzia că sprinklerul invers se rotește de 50 de ori mai lent decât un sprinkler obișnuit, dar funcționează de-a lungul unor mecanisme similare. Secretul este ascuns interior aspersorul, unde există jeturi care îl fac să acționeze ca o rachetă din interior spre exterior. Jeturile interne nu se ciocnesc frontal; mai degrabă, pe măsură ce apa curge în jurul cotelor brațelor aspersoarelor, ea este aruncată spre exterior prin forța centrifugă, ceea ce duce la un flux asimetric.