魔方吧·中文魔方俱乐部

标题: 翻色球为何会翻转？ [打印本页]

作者: 乌木 时间: 2011-4-8 11:56:02 标题: 翻色球为何会翻转？

没有合适的版块问这个问题，且在此处贴出问问。

图1是红在外（同时绿在内），图2是绿在外（同时红在内），图3是翻转过程的中间态。1和2分别是稳定态，3是不稳定态。（三片红叶＋一个红圆片）为一组，共四组红件，故共有12片红叶和4个红圆片。每一组内有三根连杆联结红叶和红圆片，红圆片下方和三根连杆的联结是活动关节。绿色也是同样的四组和同样的联结结构。一个红片和一个绿片固定联结，故共有12对红－绿叶片对子（见图3）。通过连杆，所有叶片同步翻转，即动一个叶片就动全球的叶片。无论上抛、平抛、下抛或自由下落，基本都能红－绿－红－绿……自动一飞一翻转。
此球为何能在飞行过程中自动翻转？哪位解释解释？
翻色球2.JPG

附件: 翻色球1.JPG (2011-4-8 11:56:02, 17.11 KB) / 下载次数 392
http://www.mf8-china.com/forum.php?mod=attachment&aid=MTM4MzU1fDRlNjJmMWU3fDE3NzMzMjAxMDZ8MHww

附件: 翻色球2.JPG (2011-4-8 11:56:02, 19.22 KB) / 下载次数 385
http://www.mf8-china.com/forum.php?mod=attachment&aid=MTM4MzU2fGZhOTBiNGYzfDE3NzMzMjAxMDZ8MHww

附件: 翻色球3.JPG (2011-4-8 11:56:02, 16.77 KB) / 下载次数 338
http://www.mf8-china.com/forum.php?mod=attachment&aid=MTM4MzU3fDk1Yzk0MzYxfDE3NzMzMjAxMDZ8MHww

作者: 忧天杞人 时间: 2011-4-8 12:11:38

超市有卖的，原理不清楚

作者: 洛阳狼王 时间: 2011-4-8 12:34:05

这个哪里有卖的，我想要。

作者: 忧天杞人 时间: 2011-4-8 12:37:25 标题: 回复 3# 的帖子

原来有卖的，现在好像下架了

作者: Cielo 时间: 2011-4-8 12:50:33

以前偶然在一个同学宿舍发现过一个这种玩具，就当时玩过一下，感觉比较神奇。
至于翻转的原因，我猜应该和离心力有关吧

作者: 忧天杞人 时间: 2011-4-8 12:51:58

我觉得与魔板有关系

作者: CrazyBones 时间: 2011-4-8 14:04:51

这东东看起来不错..

作者: ocean_lzp 时间: 2011-4-8 15:06:45

虽然未接触过，但是看一下结构，应该这叶片和风车的叶片设计相似。只要有风（在抛起或者是下落），那么他就可以转动了，然后变了另外一边，那么就变颜色了。猜的，不知道是不是。

作者: Vicki 时间: 2011-4-8 15:20:17

四轴？

这东西要是弄到一个实物看看就好了~

作者: 夜雨听风 时间: 2011-4-8 16:43:19

以下均为我看图后的观点
我认为这是电风扇原理
仔细看会发现成扇形
原来落下应该旋转
由于本身体积大
出现叶片翻转

作者: 乌木 时间: 2011-4-8 16:43:35 标题: 回复9楼等

四个同色圆片的分布是正四面体的四个顶点位置，但是圆片之下没有“转轴”，圆片之下是三根传动连杆。球的中心区域是空的，四个圆片同步内缩，同时内部的另四个圆片同步弹出，经传动连杆带动所有叶片完成翻转。
翻转的中间态时（1楼图3），8个圆片都在内部（四个正在内缩，另四个正在外弹），此刻，8个圆片处于一个立方体的8个顶点处，同色的四个在一个正四面体的顶点，另四个同色圆片处于另一四面体顶点，红色四圆片和绿色四圆片各自运动，互不干扰、碰撞，非常和谐、协调。
飞行时没有旋转只有平动的话，也能翻转，这就和离心力无关了。
和飞行时受到风力似乎也无关，因为放在那里用力对它吹气、吹不同部位，都没用。每一组的三个叶片好似风车叶片，但不能如风车般旋转，用手去拨动三个叶片也不旋转。
用手指同时或分别压下四个圆片，也压不动，此时四个圆片也不会受压而内缩，故整个球不翻色。
只有抓住一个或两个叶片帮它做翻转动作，则整个球就很容易翻转。
总之，我不明白的是，为何会在飞行之中，看上去没有外界帮忙之下，边飞边翻转的？

[ 本帖最后由乌木于 2011-4-9 11:22 编辑 ]

作者: 海上晴天 时间: 2011-4-8 17:45:54

只有拿到实物才能搞懂凭想象很难理解啊

作者: 华容道 时间: 2011-4-8 18:05:41

在玩具店第一次见到这个玩具时感觉很神奇，考虑到这个玩具太容易坏就没买。

作者: hjblqzjcb 时间: 2011-4-8 18:55:34

表示见过，并且玩过
是裕。。鑫的

表示没仔细研究过

作者: aadxd 时间: 2011-4-8 19:09:04

淘宝上找不到这个，有商品名吗，还是就叫翻色球？

作者: 乌木 时间: 2011-4-8 19:13:51

“翻色球”是我杜撰的名称，不知该叫什么为妥。

作者: 小七阶 时间: 2011-4-8 19:20:19

没有见过，学习了

作者: lunny 时间: 2011-4-9 17:17:16

原帖由乌木于 2011-4-8 19:13 发表
“翻色球”是我杜撰的名称，不知该叫什么为妥。

应该叫“双色球”……

绝对不是彩票的那个，乌木老师可以淘宝上一试
另有名字：变色球/魔术球/双色球/变形球/抛抛球，等等，可能有一些名字会和其他东西重复，不过应该可以找到
1#图片里的那个，貌似是“彩色闪光变色球发光抛抛球”，应该是会发光的吧

[ 本帖最后由 lunny 于 2011-4-9 17:21 编辑 ]

作者: ocean_lzp 时间: 2011-4-9 17:25:33 标题: 回复 11# 的帖子

谢谢乌木前辈的详细描述。让小弟去一些玩具店找到实物后研究研究，我们一起探讨探讨

作者: 乌木 时间: 2011-4-9 19:25:06 标题: 回复18楼

翻转过程中是会发光的，一个LED，两节纽扣电池，两根弹性铜皮，LED的通断原理一看就清楚，故1楼就不提问发光问题了。

此外，一对红绿叶片的翻转过程示意图如下（画的比例不准，只是定性图），每一对红绿叶片的翻转过程一样。
翻色球示意图.JPG

处于四面体另三个顶点的另三个绿圆片同时移向球的中心，四个绿圆片在球心周围相互抵住，四者仍然处于四面体的四个顶角方位，四个绿圆片内缩到球心周围互相抵住无法再移动之时，就是四个红圆片和12个红叶片不再向外移动之时，这就完成了从绿翻成红。红翻成绿的过程一样。

下图是翻转到中间态时刻四个绿圆片和四个红圆片的状态示意图，绿片将继续内移，红片将继续外移。
翻色球示意图－2.JPG

[ 本帖最后由乌木于 2011-4-10 11:02 编辑 ]

附件: 翻色球示意图.JPG (2011-4-9 19:58:47, 28.54 KB) / 下载次数 161
http://www.mf8-china.com/forum.php?mod=attachment&aid=MTM4NTU1fGQ3NTdhYTkxfDE3NzMzMjAxMDZ8MHww

附件: 翻色球示意图－2.JPG (2011-4-10 11:02:39, 8.94 KB) / 下载次数 172
http://www.mf8-china.com/forum.php?mod=attachment&aid=MTM4NjM2fDE0OGE4ZTIyfDE3NzMzMjAxMDZ8MHww

作者: aadxd 时间: 2011-4-9 20:57:32 标题: 回复 18# 的帖子

我淘宝上输入“双色球 -彩票 -预测 -软件 -秘密 -香水 -大乐透 -号 -助手 -法”都没看到这款东西，汗死了

作者: lunny 时间: 2011-4-10 17:31:02

原帖由 aadxd 于 2011-4-9 20:57 发表
我淘宝上输入“双色球 -彩票 -预测 -软件 -秘密 -香水 -大乐透 -号 -助手 -法”都没看到这款东西，汗死了

你得找魔方，益智玩具那个栏目

作者: 769266338 时间: 2011-4-10 21:13:10

应该是抛球时和我们扔东西一样东西是往开散的再加上求的结构三片接在一起有个向心力所以在空中做个反转，掉下来时就反过来了应为球是圆的所以那个方向都可以是他反转我玩过应该是这个原理

作者: 乌木 时间: 2011-4-11 17:32:33

但是，此球在自由下落（初速度为零，即不是具有初速度的下抛运动。实验时可以在被子上方进行，让球下落到被子上即可）时也能翻转。这样，就不像是“扔东西一样东西是往开散的”。
自由下落时没有旋转，也就无所谓向心力或离心力了。
此外，翻转过程，部分构件往外散开，但同时另一部分构件是向内聚拢的，这也和“扔东西、往开散”不同。

作者: 769266338 时间: 2011-4-12 23:04:31

向内聚拢就是他的结构有三片构成在被子上时也就是说只要让球能散开就能变色球的中间是由三根弯棍链接另一端在片上所以在球一开一合就变色

作者: qiaoyisi 时间: 2011-4-14 00:20:57

乌木老师您好！这里似乎给出了答案：http://www.iqlight.com/，这里还有衍生产品：http://www.craftster.org/forum/index.php?PHPSESSID=9g6ok0c45k9nrpqdqgus2lhp12&topic=231484.0

作者: 乌木 时间: 2011-4-14 11:58:26 标题: 回复26楼

谢谢介绍又一种有趣东西。

作者: qiaoyisi 时间: 2011-4-14 21:40:16 标题: 回复 27# 的帖子

有趣的东西，大家是最感兴趣的，希望和乌老师多多交流！

作者: 乌木 时间: 2011-4-15 10:43:50

转贴一幅拆解图。图中白色圆圈处的一个绿色圆片拆下来了，一个绿色圆片又可分开为两部分，但是分两次拍照，贴在一起，所以看上去一个绿色圆片分成四件了，不是的。
图中四个红圆片和四个绿圆片正处于和球心差不多的距离处，是翻转的中间态。12个连杆的一端都伸出在最外处，就是12对红绿叶片张开程度最大之时。每一对红绿叶片也可以如图所示分开。
翻色球拆解图.JPG

[ 本帖最后由乌木于 2011-4-15 12:25 编辑 ]

附件: 翻色球拆解图.JPG (2011-4-15 10:43:50, 29.1 KB) / 下载次数 210
http://www.mf8-china.com/forum.php?mod=attachment&aid=MTM5MzY2fGQxYTVkYmE4fDE3NzMzMjAxMDZ8MHww

作者: qiaoyisi 时间: 2011-4-15 17:19:38

这个玩具还是包含很多物理学中流体力学的知识的。

作者: 乌木 时间: 2011-4-16 19:45:05

关于此球翻转的原理，我请教了一位物理教师，下面按我所理解的简述一下。
此球在（各种方向的）飞行中，除了受重力外，并无别的外力或内力（风力对它的影响可忽略），此刻它是自由的、不受约束的。此时该球的设计使它自动取12对叶片全部张开的状态，其形态势能最低。一旦遇到别的物体，如接球的手掌或被子等，它受到外力，就被迫呈球形，即一半叶片和圆片处于球面，另一半处于球内。和原先比较，可能翻色了也可能不翻色，多数是翻色，因为叶片在飞行中张开动作有一定惯性，过了最大张开态后再碰到别的物体就促使它翻色。
此球平时放在那里或接在手中之时，就不是自由态，因为它除了受到重力外，还受到比如桌面的反作用力，它就被迫取球形。

[ 本帖最后由乌木于 2011-4-20 10:25 编辑 ]

作者: 乌木 时间: 2011-4-20 10:26:10

补充：
从球形（约束态）经过各叶片张开（自由态）再到球形（约束态），形态势能的变化是一种“势阱”，不是一种“势垒”，所以，不是一种“双稳态”体系。通常的双稳态体系是一种低能态受了外力克服势垒变到另一低能态，而此球则相反，一种高能态失去外力跌入势阱，得到外力又变到高能态。

欢迎光临魔方吧·中文魔方俱乐部 (http://www.mf8-china.com/)