Волчок , или просто сверху , является игрушкой с приземистым телом и острым концом в нижней части, предназначенной для вращаться вокруг своей вертикальной оси , балансировка на кончике за счет гироскопического эффекта .
Приведенный в движение волчок обычно будет колебаться в течение нескольких секунд, какое-то время вращаться в вертикальном положении, затем снова начинает раскачиваться с возрастающей амплитудой по мере потери энергии ( углового момента ) и, наконец, опрокидывается и перекатывается на бок.
Топы существуют во многих вариантах и материалах, в основном из дерева , металла и пластика , часто с металлическим наконечником. Их можно привести в движение, вращая ручку пальцами, натягивая веревку, намотанную вокруг тела, или с помощью встроенного шнека (спиральный плунжер).
Такие игрушки использовались с древних времен в одиночных или соревновательных детских играх, где каждый игрок старается как можно дольше держать свой волчок вращающимся или достичь какой-то другой цели. Некоторые вершины имеют граненые тела с символами или надписями, и используются , как кости , чтобы придать хаотичность в игры , или для гаданий и ритуальных целей.
Повсеместное распространение волчка объясняет тот факт, что игрушка используется для обозначения многих живых существ, таких как Cyclosa turbinata , название которой происходит от латинского корня «волчок».
История [ править ]
Истоки [ править ]
Вершина - одна из старейших узнаваемых игрушек, найденных на археологических раскопках. Волчки возникли независимо в культурах по всему миру. [1]
Помимо игрушек, волчки также исторически использовались для азартных игр и пророчеств . В некоторых ролевых играх вершины используются для увеличения кубиков при генерации случайных результатов; в данном случае он называется прядильщиком .
Гулд упоминает семена клена , кельтов (ведущих к раттлбэкам ), перфоратор , веретено и гончарный круг как возможных предшественников вершины, которая, как он предполагает, была изобретена или обнаружена несколько раз в разных местах. [2]
Цветовые демонстрации с топами [ править ]
Вершина также может использоваться для демонстрации визуальных свойств, например, Джеймсом Дэвидом Форбсом и Джеймсом Клерком Максвеллом в диске Максвелла (см. Цветной треугольник ). Быстро вращая волчок, Forbes создал иллюзию единого цвета, представляющего собой смесь основных цветов: [3]
[] Эксперименты профессора Дж. Д. Форбса, свидетелем которых я был в 1849 году… [установили], что синий и желтый не дают зеленого, а имеют розоватый оттенок, когда ни один из них не преобладает в комбинации… [и] результат смешивания желтого и синего был , Я полагаю, ранее не было известно.
- Джеймс Клерк Максвелл, Эксперименты с цветом, воспринимаемым глазом, с замечаниями о дальтонизме (1855), Труды Королевского общества Эдинбурга.
Максвелл сделал еще один шаг вперед, применив круговую шкалу вокруг обода, с помощью которой измерил соотношение основных цветов, выбрав киноварь , изумруд и ультрамарин . [4]
Спиннинговые методы [ править ]
Вращение пальцами [ править ]
Меньшие вершины имеют короткий стержень и приводятся в движение путем вращения пальцами. Чертежная также может быть сделано , чтобы спина от его кончика таким же образом.
Веревки и кнуты [ править ]
Типичная модель размером с кулак, традиционно сделанная из дерева с тупым железным наконечником, предназначена для того, чтобы привести ее в движение, быстро натянув веревку или веревку, туго намотанную вокруг тела. Лучше всего наматывать веревку, начиная с кончика и продвигаясь вверх вдоль расширяющегося тела, чтобы натяжение струны оставалось примерно постоянным, а угловая скорость волчка увеличивалась.
Эти вершины можно отбросить вперед, при этом крепко схватив конец тетивы и потянув его назад. Вперед импульс верха способствует напряженности струны и , следовательно , к конечной скорости вращения.
В некоторых стилях метания волчок перевернут вверх ногами, но первая петля веревки наматывается на короткую «голову». Затем внезапный рывок за головку, когда нить заканчивает раскручиваться, заставляет волчок перевернуться и приземлиться на его кончик.
В качестве альтернативы, вершины этого класса можно запускать вручную, но затем ускорять и удерживать в движении, многократно ударяя по ним небольшим хлыстом .
Augers [ править ]
Некоторые более крупные модели приводятся в движение с помощью встроенного металлического шнека (спирального плунжера). В этих моделях фактический верх может быть заключен в полую металлическую оболочку с той же осью, но отделен от нее; так что игрушка может казаться неподвижной, но «волшебным образом» уравновешена на ее кончике.
Магнитные поля [ править ]
Некоторые современные волчки постоянно находятся в движении за счет вращения магнитных полей от специальной заземляющей пластины.
Известные типы [ править ]
Гоулд классифицирует вершины на шесть основных типов: твирлер, верх с опорой, верх на штифте, верхний край, зуммер и йо-йо . [5]
- Конкурирующие вершины
- Битва Топы
- Бейгома , в Японии
- Бейблэйд
- Gasing pangkah , в Малайзии
- Спин-истребители
- Туй луб , среди хмонгов
- Игровые и другие топы
- Волчок , традиционно играли во время еврейского праздника в Хануку .
- Бамбарам
- Левитирующая вершина
- Bhawra , игровая приставка , используемая в Махараштре в Индии.
- Перинола , шестигранный волчок, очень похожий на дрейдел, который используется для подобной игры в Латинской Америке. [6]
- Rattleback , или кельт, волчок, который меняет направление вращения
- Teetotum
- Типпе сверху
- Тромпо , или "Вершина для битья"
- Wizzzer
Современные вершины могут иметь несколько сложных улучшений, таких как относительно острый наконечник из рубина или твердой керамики, такой как карбид вольфрама , что снижает трение о шлифованную поверхность. Кроме того, пластик и металл в значительной степени вытеснили использование дерева для изготовления столешниц.
Физика [ править ]
Движение волчка описывается уравнениями динамики твердого тела , в частности теорией вращающихся твердых тел .
Из-за небольшой площади контакта между наконечником и подстилающей поверхностью и большой инерции вращения его корпуса, волчок, установленный на твердой поверхности, обычно будет продолжать вращаться в течение десятков секунд или более, даже без дополнительных затрат энергии.
Обычно верхняя часть сначала будет раскачиваться до тех пор, пока трение и крутящий момент между наконечником и подстилающей поверхностью не заставят ее вращаться с устойчивой и вертикальной осью. Вопреки тому, что иногда предполагается, многолетние научные исследования (и простые эксперименты, которые может воспроизвести кто угодно) показывают, что уменьшение трения увеличивает время, необходимое для достижения этого стабильного состояния (если только вершина не настолько разбалансирована, что опускается до его достижения). [7] После вращения в вертикальном положении (в так называемом «спящем» положении) в течение длительного периода угловой момент будет постепенно уменьшаться (в основном из-за трения), что приводит к все возрастающей прецессии., в конце концов заставив верхушку опрокинуться и покатиться на некоторое расстояние набок. В периоде «сна» и только в нем, если он когда-либо достигается, меньшее трение означает более длительное время «сна» (отсюда общая ошибка, заключающаяся в том, что меньшее трение означает более длительное глобальное время вращения).
Общее время вращения волчка обычно увеличивается за счет увеличения его момента инерции и понижения центра тяжести . [7] Эти переменные, однако, ограничены необходимостью предотвратить касание тела земли.
Асимметричные топы практически любой формы также могут быть созданы и спроектированы так, чтобы сбалансировать. [8]
Соревнования [ править ]
Есть много официальных соревнований топ спиннинга, таких как национальный чемпионат США в Чико, Калифорния и чемпионат мира в Орландо, Флорида . [ необходима цитата ]
В популярной культуре [ править ]
История Джин Шеперд «Скат Фаркас и убийственная Мэрайя» вращается вокруг вымышленного американского города Хохман, штат Индиана, времен Великой депрессии. Хулигану и названному топу в названии бросает вызов постоянный главный герой Шепарда Ральф и так называемый «цыганский топ» похожего на Мэрайю дизайна по имени Вольф. [9]
Top является короткий рассказ по богемный писатель Франц Кафка .
Верх - центральный элемент и метафизический символ в фильме « Начало» режиссера Кристофера Нолана с Леонардо Ди Каприо в главной роли . На последнем кадре камера перемещается над волчком как раз перед тем, как он начинает раскачиваться.
См. Также [ править ]
- Bauernroulette
- Диаболо
- Непоседа прядильщик
- Ги-хо, черт возьми, додл
- ForeverSpin
- Вершины Лагранжа, Эйлера и Ковалевской
- Валеты вращаются вершиной на одной из своих точек или используются для игры в кости .
Ссылки [ править ]
- ^ DW Gould (1973). Вершина . Нью-Йорк: Кларксон Поттер. ISBN 0-517-50416-2.[ требуется страница ]
- ^ Gould (1973), p.20-4.
- ^ Питер Майкл Харман (1998). Естественная философия Джеймса Клерка Максвелла . Издательство Кембриджского университета . ISBN 0-521-00585-X. Архивировано 27 декабря 2017 года.
- ^ Джеймс Клерк Максвелл (2003). Научные статьи Джеймса Клерка Максвелла . Dover Publications . ISBN 0-486-49560-4. Архивировано 27 декабря 2017 года.
- Перейти ↑ Gould (1973), p.32.
- ^ Национальная ассоциация отдыха (1965). Отдых . п. 92. Архивировано 13 ноября 2013 года.
- ^ а б Х. Крэбтри (1909). Элементарное рассмотрение теории волчка и гироскопического движения . Лондон: Лонгман, Грин и К.
- ^ Бехер, Мориц; Уайтинг, Эмили; Бикель, Бернд; Соркин-Хорнунг, Ольга (10–14 августа 2014 г.). «Spin-It: Оптимизация момента инерции для вращающихся объектов» (PDF) . Конференция ACM по компьютерной графике и интерактивным методам (SIGGRAPH) 2014 . Архивировано из оригинального (PDF) 10 августа 2014 года . Проверено 15 августа 2014 .
- ^ Пастух, Жан. "Scut Farkas and the Murderous Mariah", Ночь золотых воспоминаний и других бедствий Ванды Хикки (Нью-Йорк: Doubleday Dolphin Books), 1976 ISBN 0-385-11632-2
Дальнейшее чтение [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме Волчок . |
 | В Wikisource есть текст статьи Top Британской энциклопедии 1911 года . |
- Крэбтри, Х. "Элементарное рассмотрение теории волчка и гироскопического движения". Longman, Green and C), 1909. Перепечатано Мичиганской исторической репринтной серией.
- Перри Дж. «Волчки». Лондонское общество содействия распространению христианских знаний, 1870 г. Перепечатано электронной книгой Project Gutemberg, 2010 г.
- Проватидис, Кристофер, Г. (2012). Возвращаясь к волчку, Международный журнал материалов и машиностроения , Vol. 1, No. 4, pp. 71–88 (ISSN Online: 2164-280X, ISSN Print: 2162-0695)
- Форум, на котором обсуждаются все, что связано с искусством Top Spinning: iTopSpin.com
- . . 1914 г.
