Кіріспе

Екі таяқпен ойналатын механикалық ойыншық

"Ги-хау уамми дидл" – екі ағаш таяқтан тұратын механикалық ойыншық. Біреуінің бір жағында көлденең ойықтар бар, ал кішкентай ағаш таяқ немесе пропеллер шегемен немесе штифтің көмегімен ұшына бекітілген. Бұл таяқты бір қолымен ойықтары жоғары қарап тұрған күйде ұстап, екінші таяқты ойықтардың үстінен жылдам қозғап сүртеді. Бұл пропеллердің айналуына себеп болады. Кейде бұл ойыншықты "оуижа жел диірмені", "худу таяғы" немесе "вуду таяғы" деп те атайды. "Уамми" сөзі кейде "уимми", ал "дидл" сөзі кейде "дудл" деп айтылады, соның салдарынан оған үш қосымша атау берілуі мүмкін, ал "ги-хау" сөзін де қолданбауға болады. "Ги-хау" дегені – сүртетін кезінде саусақты ойықтар бар таяққа тигізу арқылы айналатын пропеллердің бағытын өзгертуге болады. Ойыншықпен айналысушы адам бұл әрекетті жасырын түрде жасап, "Ги" немесе "Хау" деп айқайлап, пропеллер командаларға жауап беретіндей көрінуге тырысады. Егер бұл ойыншық "хуи таяғы" деп аталса, "хуи" сөзі бағыттың өзгеруін білдіреді.

Физикалық түсіндірме

Пропеллерді ұстап тұрған шеге, оның диаметрінен шамамен екі есе үлкен тесіктен өтуі керек, бұл, негізінен, таяқшада айналатын шеңбер. Саусақтың немесе бас бармақтың тірелген таяқшаға түсіретін бүйірлік күші, әр тілікке тиген сайын оны жаққа итеріп, пропеллерді бір немесе екінші бағытта айналдыру үшін қайталама бүйірлік секіріс жасауға мәжбүр етеді. Дұрыс теңдестірілген пропеллер оңай айналады, ал оның бір жағы ауыр болуы аса маңызды емес, себебі тесіктің диаметрі әрқашан бір жағына (сәл ұзынырақ) соққы кезінде түсуіне мүмкіндік береді. Әсерді байқау үшін, қабырғалы таяқшаның соңына бекітілген пропеллер, яғни оның масса орталығынан сәл ауытқып немесе бос тұруы керек. Жұмыс істейтін "ұшыру құрылы" үшін "көтеріңкі" бұрыш болуы керек (яғни, тоқтағанда, егер пропеллер өз осі бойынша айналып, содан кейін босатылса, ол қабырғалы таяқшаға қатысты ең төменгі энергиялық күйге оралуы керек). Қайырмалы таяқты басқа таяқпен жоғарылаған тіліктер бойымен сүрту, пропеллердің массалық орталығына тік, кезектесетін қозғаушы күшті тудырады: мұнда және T – таяқтың бір тіліктен екіншісіне өтуіне кеткен уақыт; X – екі таяқтың бір-біріне қысылған күшін сипаттайтын белгісіз масштабтау факторы. Бүйірдегі осы тіліктерге саусақты сүрту арқылы, сондай-ақ, көлденең кезектесетін қозғаушы күшті енгізуге болады, онда φ – фазалық ығысу (тіліктердің қозғалатын таяқшамен және саусақпен жанасқан кездегі кешігу уақытын сипаттайды) және тағы да X – белгісіз масштабтау факторы. Маңыздысы, жиіліктері бірдей, ал екі қозғаушы күш фазалық байланысты деп айтылады. Екі фазалық үйлесімді қозғаушы күштердің перпендикуляр бағыттағы бірігуі пропеллер ұшындағы масса орталығында айналу күшінің пайда болуына әкеледі, демек, айналу. "Ұшыру құрылының" операторы сырттай саусағының таяқшаға жанасатын жағын өзгерткенде (мысалы, бас бармақпен алдыңғы саусақтың орнына жанасу арқылы немесе саусақтың негіздің тіліктеріне жанасатын жағын өзгерткенде), ол фазаның белгісін өзгертеді және осылайша айналуды кері қайтарады.