کلمه جو
صفحه اصلی

رتل بک

دانشنامه عمومی

رتل بک در واقع یک نیم بیضی گون است که محور حرکت آن فقط به یک جهت ترجیح داده می شود. اگر در جهت مخالف بچرخد ناپایدار می شود و با یک تکان می ایستد و در جهت معکوس حالت قبل چرخش خود را به حالت ارجح تغییر می دهد.به نظر می رسد که این چرخش معکوس قانون بقای تکانه زاویه ای را زیر پا می گدارد.علاوه بر این برای اکثر رتل بک ها این اتفاق زمانی رخ می دهد که در جهت غیر ارجح چرخانده شوند و چرخاندن در جهت مخالف این موضوع را نقض نمی کند.البته در بعضی رتل بک ها به طور استثنا به هر جهتی که چرخانده شود ناپایدار بوده و می ایستد. این ویژگی های رتل بک باعث ایجاد حس کنجکاوی در مباحث فیزیکی می شود که تصورات و افکار انسان را از دوران ماقبل تاریخ تحریک کرده است.رتل بک ها با اسامی دیگری مانند anaggre,celticcelt,spinbar,robinson reverser,wobblestone و با نام های تجاری ARK,bizzarow swirl,space pet,space toy شناخته می شود.
Bondi, Hermann. "The rigid body dynamics of unidirectional spin." Proceedings of the Royal Society of London for the Improvement of Natural Knowledge, vol. A405, pp. 265–74. 1986.
Borisov, Aleksei V. Ivan S Mamaev Institute of Computer Science, Izhevsk, Russian Federation Strange attractors in rattleback dynamics
Brown University: To demonstrate a puzzling mechanical device with unidirectional rotational behavior. physics demonstration.
Brown University: Torque of the devil. physics demonstration.
Doherty, Paul. Scientific Explorations. Spoon rattleback. 2000.
Flinn Scientific Inc. "Celt Spoon."
Krasnoukhov, Vladimir and Anatoli Kalinin. Stubborn Turtles.
Pippard, A.B. "How to make a celt or rattleback." European Journal of Physics, vol. 11, pp. 63–4. Institute of Physics. 1990.
Sanderson, Jonathan. Activity of the Week: rattleback.
Simon Fraser University: Celt. physics demonstration. Burnaby, British Columbia, Canada.
Simon Fraser University: rattleback. Engineering Science 100 Tutorial Group Nu. Burnaby, British Columbia, Canada.
University of Cambridge Millennium Mathematics Project "Boomerangs and Gyroscopes."
باستان شناسانی که در قرن ۱۹ نواحی مختلف سلتیک و مصر را مورد بررسی قرار دادند سنگ هایی را یافتند که حرکت چرخشی معکوس از خود نشان می دادند.کلمه باستانی celt نماد ابزار و اسلحه و سوزن و چاقو است.اولین تحقیقات از celtها در دهه ۱۹۸۰ منتشر شد زمانی که گیلبرت واکر مقاله "کنجکاوی در مورد ویژگی های پویایی celtها " را برای مقالات انجمن فلسفی کمبریج در انگلستان و "اوج پویای " را برای فصل نامه مجله ریاضیات محض و کاربردی نوشت.نتایج آزمایش های بیشتر از رتل بک ها در سال ۱۹۰۹و ۱۹۱۸ و در دهه های ۱۹۵۰ تا ۱۹۷۰ منتشر شد اما شیفتگی عمومی با این اشیا به ویژه از دهه ۱۹۸۰ زمانی که کمتر از۲۸ آزمایش منتشر شده بود به طور چشم گیری افزایش یافته است.
در حالی که مصنوعات رتل بک اغلب با تکه سنگ با اندازه های مختلف توصیف می شود. اما در حال حاضر با عنوان پازل و اسباب بازی پلاستیکی در ابعاد 3.75inch*0.4375inch به فروش می رسد.رتل بک های چوبی معمولاً ۵٫۵ تا ۶ اینچ در نظر گرفته می شود.همچنین رتل بک های ساخته شده توسط Charles W. Sherburne تا ۱۲ اینچ طول دارند. بزرگترین رتل بک ها به سفارش Emmanuel Peluchon برای موزه علوم ساخته شده است.به طور کلی رتل بک دو نوع طرح دارد. اولی دارای پایه نامتقارن و محور اریب و دیگری پایه متقارن و توزیع نامتوازن جرم در دو انتهای رتل بک می باشد.
حرکت چرخشی معکوس ناشی از بالا رفتن ناپایداری در سوی دیگر محور مرکزی است. زمانی که تقارن در توزیع جرم وجود ندارد با توجه به سطح لبه ها حول دو محور افقی (مرکزی و فرعی) ناپایداری در چرخش به وجود می آید. می توان تصور کرد که عدم تقارن در جرم باعث منحرف شدن رتل بک و دوران معکوس می شود.حالت تشدید بسته به جهت چرخش متفاوت است که رفتار نامتقارن رتل بک را توضیح می دهد. با توجه به اینکه چرخش حول محور مرکزی است یا فرعی نرخ میزان واکنش رتل بک ممکن است بسیار بالا یا بسیار پایین باشد.این مسئله توضیح می دهد که به علت اصطکاک در اغلب رتل بک ها چرخش معکوس زمانی رخ می دهد که در جهت ناپایدار (بر اساس نوع رتل بک) بچرخد، به این نوع حرکت چرخش معکوس قوی گفته می شود.اما زمانی که رتل بک در جهت پایدار (براساس نوع آن) بچرخد، بعنوان چرخش معکوس ضعیف در نظر گرفته می شود.اصطکاک (به عنوان یک عامل مهم) اغلب با کاهش سرعت چرخش مانع فراهم شدن زمان کامل برای چرخش در جهت پایدار می شود، اینگونه جهت چرخش عوض می شود.البته بعضی رتل بک ها با چرخش در هر دو جهت ناپایدار شده و جهت چرخش خود را عوض می کنند. رتل بک ها را می توان با ضربه زدن متناوب به دو انتهای آن ها به چرخش درآورد.برای تحلیل و تجزیه جامع از حرکت رتل بک می توانید به V.Ph. Zhuravlev و (D.M. Klimov (2008 مراجعه کنید.


کلمات دیگر: