Divulgación La física del Spinner

[Violetta]

Hola! He visto últimamente por la red como abundan estos llamativos juguetes "anti-estrés". Se trata de un rodamiento central con unos contrapesos que lo hacen girar por bastante tiempo. Hay muchísimos modelos muy interesantes y creativos. Aquí les dejo un vídeo donde se muestra todo este fenómeno.

Lo que me intriga saber es el papel en la física, que tienen los rodamientos de los extremos. ¿Cómo ayudan éstos a que gire más tiempo? (¿¿¿o más rápido???)
Y por último, ¿esto tiene aplicaciones en la vida real? Es decir, ¿hay dispositivos que funcionen a base de ese mecanismo?

[Richard R Richard]

Re: La física del Spinner

Lo que me intriga saber es el papel en la física, que tienen los rodamientos de los extremos.

Si no giran sobre su eje al momento de lanzar el giro del rodamiento central, su presencia es solo decorativa, si bien aporta masa , cualquier otro diseño tambien sirve para aportarla y así aumentar el momento angular central.
El frenado del movimiento circular central, se produce por la fricción con las moléculas de aire alrededor, y por la fricción de las bolas del rodamiento con su pista.

¿Cómo ayudan éstos a que gire más tiempo?

No he visto a nadie en el video impulsar los rodamientos externos... por eso creo solo aportan masa y decoración.
Pero le he dado vueltas al coco un poco... basemonos en el modelo de los 4 rodamientos, 3 en triangulo a 120° con respecto a uno central, entiendo que si haces girar inicialmente los 3 rodamientos en el sentido contrario al giro del central, la fricción de las bolas tiene que generar un momento opuesto al movimiento dado, como el giro es contrario al central, la reacción de la fuerza de fricción de esos tres rodamientos, colabora aportando energia cinetica de rotacion y momento angular al rodamiento central, por lo tanto, girará más tiempo hasta detenerse.

(¿¿¿o más rápido???)

No estoy seguro que mas rápido, aunque el aporte de momento de las tres fricciones es mayor que la de la única fricción central, estas dos sobrantes, deben ser mayores que la fricción del aire para lograr acelerar la rotación central y eso lo dudo pase....

Lo que sí aporta el giro del los rodamientos, es mayor estabilidad , es decir más resistencia al cambio de dirección del eje de rotación.

Y por último, ¿esto tiene aplicaciones en la vida real? Es decir, ¿hay dispositivos que funcionen a base de ese mecanismo?

No se a que mecanismo te refieres,

si te refieres a los rodamientos, tienen millones de aplicaciones,

si te refieres a la conservación del momento angular , tienes a los giroscopios como ejemplo.

si te refieres al fidget spinner, solo entretenimiento, ocio, y negocio para algunos.

si te refieres al efecto optico de inmovilidad ante la camara, eso lo hablamos hace poco aqui http://forum.lawebdefisica.com/threa...rdad-se-doblan


Sobre la transferencia de momento angular de los tres rodamientos hacia el central, veo que solo la masa de las bolas y el anillo pequeño central, serían capaces de aportar momento, es decir una pequeña masa en relación a la de la pista anillo externa.

por lo que una forma de mejorarlos, sería,

Agregar masa donde se halla el hueco de los rodamientos, y que esta gire solidaria a la pista interna.
Si esta masa puede cubrir todo el rodamiento, tendrá mas momento de inercia, y prolongara el movimiento,
Si el diseño es aerodinámico, disminuye la fricción , y nuevamente prolonga la duración de la rotación central.
A mayor velocidad en sentido contrario le aportes , mas aportara luego al central.

La principal dificultad es aportar a cada rodamiento la misma cantidad de movimiento inicial al mismo tiempo, y que la fricción interna de los 3 sea muy similar, para evitar desbalanceos....

Por eso creo como dije al principio, que la función de los rodamientos exteriores es decorativa y además la de brindar mayor cantidad de masa por unidad de volumen ya que el acero es bastante denso.