Топ (игрушка)

Ассортимент волчков

Ребенок играет с волчками, 1979 год .

Волчок , или просто юла , — игрушка с приземистым телом и острым концом внизу, предназначенная для вращения вокруг своей вертикальной оси , балансируя на кончике за счёт гироскопического эффекта .

Приведенный в движение волчок обычно будет раскачиваться в течение нескольких секунд, некоторое время вращаться в вертикальном положении, затем снова начнет раскачиваться с увеличивающейся амплитудой по мере потери энергии ( момент импульса ) и, наконец, опрокинется и перевернется на бок.

Вершины существуют во многих вариациях 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 корпуса, или с помощью встроенного шнека (спирального плунжера).

Такие игрушки использовались с древних времен в одиночных или соревновательных детских играх, где каждый игрок старался как можно дольше удерживать свою волчку или достичь какой-либо другой цели. Некоторые волчки имеют граненые тела с символами или надписями и используются как игральные кости для внесения случайности в игры или для гаданий и ритуальных целей.

Повсеместное распространение волчков связано с тем, что игрушка используется для обозначения многих живых существ, таких как Cyclosa turbinata , чье имя происходит от латинских корней для волчка.

История

Истоки

Навершие — одна из старейших узнаваемых игрушек, найденных на археологических раскопках. Волчки возникли независимо друг от друга 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 числа костей при получении рандомизированных результатов; в этом случае он называется прядильщиком .

Гулд упоминает семена клена , кельты (приводящие к гремучей спине ), огневую дрель , пряслице и гончарный круг как возможных предшественников вершины, которая, как он предполагает, была изобретена или обнаружена несколько раз в разных местах. ^[2]

Демонстрация цвета с топами

Вершина также может использоваться для демонстрации визуальных свойств, например, Джеймсом Дэвидом Форбсом и Джеймсом Клерком Максвеллом на диске Максвелла (см. Цветовой треугольник ). Быстро вращая волчок, Forbes создал иллюзию одного цвета, представляющего собой смесь основных цветов: ^[3]

[] Опыты профессора Дж. Д. Форбса, свидетелем которых я был в 1849 году… [установили], что синий и желтый дают не зеленый, а розоватый оттенок, когда ни один из них не преобладает в сочетании… [и] результат смешения желтого и синего был , я полагаю, ранее не известно.

-  Джеймс Клерк Максвелл, Эксперименты с цветом, воспринимаемым глазом, с замечаниями о дальтонизме (1855 г.), Труды Эдинбургского королевского общества.

Максвелл сделал еще один шаг вперед, используя круглую шкалу вокруг обода, с помощью которой можно было измерить соотношение основных цветов, выбрав киноварь , изумруд и ультрамарин . ^[4]

Методы прядения

вращение пальцев

Меньшие верхушки имеют короткий стержень и приводятся в движение, вращая его пальцами. Таким же образом можно заставить канцелярскую кнопку вращаться на кончике.

Струны и кнуты

Типичная модель размером с кулак, традиционно сделанная из дерева с тупым железным наконечником, предназначена для приведения в движение быстрым натяжением веревки или веревки , туго обмотанной вокруг тела. Веревку лучше всего наматывать, начиная с кончика и продвигаясь вверх по расширяющемуся телу, чтобы натяжение струны оставалось примерно постоянным при увеличении угловой скорости волчка.

Эти волчки можно бросать вперед, крепко схватив конец тетивы и потянув ее назад. Поступательный импульс волчка способствует натяжению струны и, следовательно, конечной скорости вращения.

В некоторых стилях метания волчок переворачивается вверх ногами, но первая петля веревки наматывается на короткую «голову». Затем внезапный рывок за головку, когда струна заканчивает разматываться, приводит к тому, что волчок переворачивается и приземляется на кончик.

В качестве альтернативы волчки этого класса можно запускать вручную, а затем ускорять и поддерживать в движении, многократно ударяя по ним небольшим хлыстом .

шнеки

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 отделенную от нее; так что игрушка может казаться неподвижной, но «волшебным образом» балансирует на кончике.

Магнитные поля

Некоторые современные волчки постоянно находятся в движении за счет вращения магнитных полей от специальной заземляющей пластины.

Известные типы

Гулд классифицирует волчки по шести основным типам: вертушка, поддерживаемая волчок, колышек, хлыст, зуммер и йо-йо . ^[5]

• Конкурирующие вершины
  • Битва топов
  • Бейгома в Японии
  • бейблэйд
  • Газирование пангках в Малайзии
  • Спиновые бойцы
  • Тудж луб среди хмонгов
• Гейминг и другие топы
  • Дрейдл , традиционно играемый во время еврейского праздника Хануки .
  • Бамбарам
  • Левитирующий топ
  • Бхавра , игровой топ, используемый в Махараштре в Индии .
  • Перинола , шестигранный волчок, очень похожий на дрейдл, который используется для подобной игры в Латинской Америке. ^[6]
  • Rattleback , или кельт, волчок, который меняет направление вращения на противоположное.
  • Теетотум
  • Типпе топ
  • Тромпо , или "Вершина для битья"
  • Виззер

Современные вершины могут иметь несколько сложных улучшений, таких как относительно острый наконечник из рубина или твердой керамики , такой как карбид вольфрама , что уменьшает трение о поверхность земли. Кроме того, пластик и металл в значительной степени вытеснили использование дерева в топах.

Физика

Движение волчка описывается уравнениями динамики твёрдых тел , в частности теории вращающихся твёрдых тел .

Из-за малой площади контакта наконечника с подстилающей поверхностью и большой инерции вращения корпуса волчок, запущенный на твердой поверхности, обычно продолжает вращаться в течение десятков секунд и более даже без дополнительного подвода энергии.

Обычно вершина сначала будет колебаться, пока трение и крутящий момент между вершиной и нижней поверхностью не заставят ее вращаться с устойчивой и вертикальной осью. Вопреки тому, что иногда предполагают, многолетние научные исследования (и простые эксперименты, которые может воспроизвести каждый) показывают, что уменьшение трения увеличивает время, необходимое для достижения этого стабильного состояния (если только волчок не настолько разбалансирован, что падает, не дойдя до него). ^[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 постоянному увеличению прецессии., что, наконец, привело к тому, что вершина опрокинулась и откатилась на некоторое расстояние на бок. В период «сна» и только в нем, при условии, что он когда-либо достигается, меньшее трение означает более длительное время «сна» (отсюда распространенная ошибка, согласно которой меньшее трение означает более длительное общее время вращения).

Общее время вращения волчка обычно увеличивается за счет увеличения момента инерции и понижения центра тяжести . ^[7] Эти переменные, однако, ограничены необходимостью предотвратить касание тела землей.

Асимметричные топы практически любой формы также могут быть созданы и разработаны для баланса. ^[8]

Соревнования

Существует множество официальных соревнований по топ-спиннингу, таких как Национальный чемпионат США в Чико, штат Калифорния, и чемпионат мира в Орландо, штат Флорида . ^{[ нужна ссылка ]}

В популярной культуре

История Джин Шеперд «Скат Фаркас и убийственная Мэрайя» вращается вокруг волчка в вымышленном американском городе Хохман, штат Индиана, времен Великой депрессии. Хулигану и названной вершине в названии бросают вызов постоянный главный герой Shepherd Ральф и так называемая «цыганская вершина», похожая по дизайну на Мэрайю по имени Вольф. ^[9]

«Вершина » — рассказ богемного писателя Франца Кафки .

Вершина является центральным элементом и метафизическим символом в фильме « Начало » режиссера Кристофера Нолана с Леонардо ДиКаприо в главной роли . В финальном кадре камера перемещается над волчком как раз перед тем, как кажется, что оно качается.

В японской культуре

Кома — популярная детская игрушка. Этот узор также нашел применение в японской чайной утвари для чайных баночек нацумэ для хранения порошкообразного чая.

Смотрите также

• Бауэррулетка
• бейблэйд
• Диаболо
• Непоседа спиннер
• Ну и дела, сокрушительный удар
• ForeverSpin
• Волчки Лагранжа, Эйлера и Ковалевской.
• Валеты раскручиваются волчками на одной из своих точек или используются для игры в костяшки пальцев .

использованная литература

дальнейшее чтение

Викискладе есть медиафайлы, связанные с волчком .

В Wikisource есть текст статьи Британской энциклопедии 1911 года « Верх ».

• Крэбтри, Х. «Элементарное рассмотрение теории волчков и гироскопического движения». Лонгман, Грин и С.), 1909 г. Перепечатано Мичиганской исторической серией репринтов.
• Гринлер, Роберт. «В погоне за радугой - повторения в жизни ученого». Elton-Wolf Publishing, 2000. Лучшие прядильщики из Кота-Бару, Малайзия.
• Перри Дж. «Волчки». Лондонское общество распространения христианских знаний, 1870 г. Перепечатано электронной книгой Project Gutemberg, 2010 г.
• Проватидис, Кристофер, Г. (2012). Возвращение к волчку, Международный журнал материалов и машиностроения , Vol. 1, № 4, стр. 71–88 (ISSN Online: 2164-280X, ISSN Print: 2162-0695)
• Форум для обсуждения всего, что связано с искусством Top Spinning: iTopSpin.com
• "Верх"  . Справочная работа нового студента  . 1914.