怎樣設計戰鬥陀螺才能在陀螺大戰中獲勝?

《陀螺戰士》有各種各樣的戰鬥陀螺,分為防守型、攻擊型等,市面上賣的各種陀螺外形各異,不同的外形的陀螺在戰鬥中存在優劣嗎?怎樣的設計會使你在戰鬥中取得優勢?


日本有個戰鬥陀螺大賽,基本路子是兩個
1,轉起來之後陀螺會伸出幾個翅子,把對面打出去
2,重心儘可能低,重量儘可能重,不被打到並且堅持轉更長時間
哦看了一下第一個路子基本上在後幾年已經被淘汰了

能留住的大概就是這樣


問題不完整,據我所知戰鬥陀螺至少有兩種啟動模式:啟動器啟動和手拉式啟動(在動漫中用的是手拉齒輪式啟動),兩種陀螺分開討論。
先回答問題,從物理學角度出發,戰鬥陀螺旋轉的相關知識如下:

  1. 陀螺旋轉的勢能(U = (1/2)m(ωr)^2),從公式可以看出,陀螺質量(重量)和旋轉速度越大,勢能越大。
  2. 阻止陀螺旋轉的力:空氣阻力,地面摩擦力。

陀螺旋轉勢能越大,阻止陀螺旋轉的力越小時,陀螺旋轉時間越久,也就是越厲害。

  • 如何加大陀螺旋轉勢能,減小阻止陀螺旋轉的力:

首先,我們把陀螺旋轉當做勻速圓周運動討論:螺旋轉的勢能(U = (1/2)m(ωr)^2),從公式可以看出,陀螺質量(重量)和旋轉速度越大,勢能越大。
而向心力與物體速度的平方及它的質量和半徑倒數成正比:
F = mv^2/r,F=mω^2r(v是線速度,ω是角速度)

也就是說想要陀螺旋轉勢能增大就必須增大陀螺旋轉速度,就必須把驅動陀螺旋轉的力和陀螺自身的重量增大,同時減小陀螺的半徑。也就是說,牛逼的陀螺一定是個頭小,重量大。
前面說的兩種陀螺,用啟動器啟動的陀螺一般無法改變啟動力,而手動的可以,也就是用力拉就行了,力氣越大越好(動畫中主角加長啟動陀螺的拉繩,並且自身旋轉360度,有興趣的同學可以嘗試一下)。

  • 如何減小陀螺旋轉的阻力
  1. 空氣摩擦力:陀螺表面積越小,表面越光滑,與空氣的接觸面越小,空氣摩擦力越小
  2. 來自地面的摩擦力:陀螺底部越尖,與地面接觸面越小,摩擦力越小。(當然也與陀螺質量有關,但是質量陀螺旋轉勢能的保證,不能減小)

做到以上幾點,和別的陀螺戰鬥的時候,你的旋轉勢能比他大,旋轉阻力比他小,你就能轉得比他久。
有同學會問,阻力不是還有來自戰鬥時和別的陀螺碰撞產生的力嗎。根據牛頓第三定律,力的作用是相互的,也就是說他碰你他也受到一個同樣大小的反作用力,你只要保證前面幾點就行了。

這問題勾起無限回憶,舉一個我自身的例子,大概5年級的時候,當時很流行這玩意,老想問爸媽要錢去買一些更牛逼的陀螺。院子里有個小盆友,沒錢買陀螺,他爸就給他用自行車的零件做了一個。是個小齒輪,直徑4厘米左右,比我們買的陀螺要小,但是稍重一些,跟我們打的時候戰無不勝,當時沒學物理,只覺得三觀被毀了。


還有半個月了,lz可以開始寫暑假作業了


推薦閱讀:

MIUI 5/6 是否效仿了 iOS7/8 ?如果有,有哪些?如果沒有,為什麼?
做設計的有沒有必要買 MacBook Pro 或 MacBook Air?
圖片素材網站上的素材是怎麼來的?
這種圖是如何製作出來的呢?
下面的設計中用了哪些非設計專業不了解的設計技巧使它看起來如此美觀別緻,要做出這樣的設計通常要用到哪些您認為重要的軟體和設計基礎知識?

TAG:工業設計 | 遊戲 | 設計 | 玩具 | 物理學 |