Слинки

Игрушка с винтовой пружиной

Slinky — это спиральная пружинная игрушка, изобретенная Ричардом Т. Джеймсом в начале 1940-х годов. Она может выполнять ряд трюков, включая спуск по лестнице в конце концов, растягиваясь и восстанавливая форму с помощью гравитации и собственного импульса; и кажущуюся левитацию в течение некоторого времени после того, как ее уронили. Эти интересные характеристики способствовали ее успеху на родине, в Соединенных Штатах, и она вдохновила множество популярных игрушек с компонентами, похожими на Slinky, в самых разных странах.

История

«Слинки» была изобретена и разработана военно-морским инженером Ричардом Т. Джеймсом в 1943 году и успешно продемонстрирована в универмаге Gimbels в Филадельфии 27 ноября 1945 года. ^[1]

Первоначально цена на Slinky составляла 1 доллар, но многие платили гораздо больше из-за роста цен на пружинную сталь в Пенсильвании. Однако на протяжении всей своей истории она оставалась скромной по цене из-за беспокойства Бетти Джеймс о доступности игрушки для менее обеспеченных клиентов. Помимо использования в качестве игрушки, ее использовали в качестве учебного пособия в классе; как портативную и выдвижную радиоантенну в военное время (особенно во время войны во Вьетнаме). ^[2] Она была включена в Национальный зал славы игрушек в The Strong в Рочестере, штат Нью-Йорк, в 2000 году. В 2003 году она была включена в список «Игрушки века» Ассоциации индустрии игрушек . ^[3] За первые 60 лет было продано около 300 миллионов Slinky. ^[4]

Создание

В 1943 году Ричард Т. Джеймс , инженер-механик ВМФ, наблюдал, как пружина «шагала» вниз после того, как ее сбили с полки, а затем остановилась в вертикальном положении. ^{[5] [6]} Жена Джеймса Бетти позже вспоминала: «Он пришел домой и сказал: «Я думаю, если я получу нужные свойства стали и правильное натяжение, я смогу заставить ее ходить». ^[7] Джеймс экспериментировал с различными типами стальной проволоки в течение следующего года и, наконец, нашел пружину, которая могла «ходить». Бетти была настроена скептически, но изменила свое мнение, когда игрушка была доработана, и соседские дети проявили к ней восторженный интерес. ^[6]

Ричард и Бетти основали James Industries и начали производить пружины-пружинки в Клифтон-Хайтс, штат Пенсильвания, продавая их по 1 доллару за штуку. ^[6] Их было 2+1 ⁄ 2 дюйма (64 мм) в высоту и включала 98 катушек высококачественной сине-черной шведской стали. ^[8] Поначалу у них были трудности с продажей Slinky в магазины игрушек, но в 1945 году им разрешили установить наклонную плоскость в отделе игрушек универмага Gimbels в Филадельфии, чтобы продемонстрировать ее во вторник после Дня благодарения. ^[1] Это был мгновенный хит; первые 400 единиц были проданы за 90 минут. ^{[6] [8]} В 1946 году Slinky была представлена ​​на Американской ярмарке игрушек . ^{[ требуется ссылка ]}

Последующие события

В 1960 году, после того как его жена подала на развод, Ричард Джеймс покинул компанию и стал евангельским миссионером в Боливии с Wycliffe Bible Translators . ^[9] В 1964 году Бетти Джеймс перевела компанию в Холлидейсбург, штат Пенсильвания , и под ее руководством компания росла. ^[6] Она приписывала успех игрушки ее «простоте». ^[10] В 1998 году компания была продана Poof Products, Inc. ^{[6] [11]} Производство Slinky продолжилось в Холлидейсбурге. ^[6]

Бетти Джеймс умерла от застойной сердечной недостаточности в ноябре 2008 года в возрасте 90 лет, проработав президентом James Industries с 1960 по 1998 год. ^[11]

В июле 2012 года Poof-Slinky, Inc. была приобретена частной инвестиционной компанией Propel Equity Partners. ^[12] В 2014 году Propel Equity Partners объединила Poof-Slinky® и несколько других брендов игрушек в Alex Brands™. ^[13]

В июле 2020 года бренд Slinky был продан Just Play. ^[14]

Физические свойства

Правила, управляющие механикой пружины-пружинки, — это закон Гука и эффекты гравитации . ^{[ необходима ссылка ]}

Период колебания

Колебание вертикально подвешенной пружины-пружинки имеет периодическую продолжительность ^[15]

${\displaystyle T={\sqrt {\frac {32L}{g}}}\,,}$

где — длина пружины-пружинки в гравитационном поле Земли, а ускорение свободного падения . Обратите внимание, что выражение для не зависит от жесткости пружины и массы пружины-пружинки. Для пружинного маятника можно было бы ожидать такую ​​зависимость. Это связано с тем, что зависимость от и скрыта в длине : ${\textstyle L}$ ${\textstyle g}$ ${\textstyle g=9.81\,\mathrm {m/s} ^{2}}$ ${\textstyle T}$ ${\textstyle k}$ ${\textstyle m}$ ${\textstyle k}$ ${\textstyle m}$ ${\textstyle L(k,m)}$

${\displaystyle L(k,m)={\frac {mg}{2k}}={\frac {W}{2k}}\,,}$

это позволяет написать:

${\displaystyle T=4{\sqrt {\frac {m}{k}}}\,.}$

Это выражение отличается от обычного пружинного маятника

${\displaystyle T_{\mbox{spring pendulum}}=2\pi {\sqrt {\frac {m}{k}}}\,,}$

поскольку для пружинного маятника предполагается невесомая пружина с грузом, прикрепленным к основанию. ${\textstyle m}$

Феномены

Лестничный пролет

Приведенная в движение на ступенчатой ​​платформе, такой как лестница, пружина Slinky передает энергию по всей своей длине в виде продольной волны. Вся пружина опускается конец за концом в периодическом движении, как будто она «идет» вниз по одной ступеньке за раз. ^[16]

Левитация

Когда верхний конец Slinky падает, информация об изменении натяжения должна распространиться на нижний конец, прежде чем обе стороны начнут падать; верхняя часть удлиненной Slinky упадет, в то время как нижняя часть изначально останется в исходном положении, сжимая пружину. ^[17] Это создает время подвешивания ~0,3 с для оригинальной Slinky, ^{[18] [19],} но имеет потенциал для создания гораздо большего времени подвешивания. Центр масс подвешенной Slinky ускоряется вниз со скоростью 1 g (около 32 футов в секунду в секунду или 9,8 м/с/с); при отпускании — нижняя часть движется вверх к верхней части с эквивалентным постоянным ускорением вверх по мере снятия натяжения. По мере сжатия пружины каждая точка по ее длине будет ускоряться вниз под действием силы тяжести и натяжения и испытывать уменьшение общего ускорения вниз, связанного с высотой вдоль пружины из-за изменения силы пружины при растяжении — в нижней части пружины начальное ускорение вверх уменьшается в соответствии с законом Гука по мере сжатия пружины, но центр, к которому она движется, становится ближе — это означает, что основание будет смещено достаточно к центру инертной массы, чтобы оно казалось висящим неподвижно. Если бы эта феноменология распространилась на очень легкие струны с тяжелыми подвешенными массами (которые имеют приблизительно линейное распределение натяжения), потребовалась бы другая математика для объяснения этого явления. ^{[ необходима цитата ]}

Коммерческая история

Джингл

Джингл для телевизионной рекламы Slinky был создан в Колумбии, Южная Каролина, в 1962 году, музыку написали Джонни Маккалоу и Гомер Фесперман, а слова написал Чарльз Уигли. Он стал самым продолжительным джинглом в истории рекламы. ^[6]

Джингл сам по себе пародировался и упоминался в популярной культуре. Он появляется в рекламе «Log» на шоу Ren & Stimpy и исполняется актером Джимом Керри в фильме «Эйс Вентура: Когда природа зовет» . Он также упоминается в фильме «Короли Догтауна» , где его полностью исполняет Эмиль Хирш , и исполняется Эдди Мерфи в качестве части финального номера в комедийном фильме « Eddie Murphy Raw» . Он также был спародирован в рекламе Isuzu Amigo, использованной в качестве промо для возвращения транспортного средства в конце марта 1998 года, почти за два месяца до того, как реклама была снята из-за критики со стороны компании, которая сделала Slinky. ^[20]

Собака-пружинка

В начале истории James Industries Хелен Херрик Малсед из штата Вашингтон отправила компании письмо и чертежи для разработки игрушек-катушек Slinky. Компании понравились ее идеи, и Slinky Dog и Slinky Train были добавлены в линейку продукции компании. Slinky Dog, маленькая пластиковая собака, передняя и задняя части которой были соединены металлической Slinky, дебютировала в 1952 году. Малсед получала роялти в размере от 60 000 до 70 000 долларов в год в течение 17 лет за свой патент на идею игрушки-катушки Slinky, но никогда не посещала завод. ^[21]

В 1995 году Слинки-Собака (озвученная Джимом Варни и Блейком Кларком ) была переделана для всех фильмов Pixar « История игрушек ». James Industries прекратила выпуск Слинки-Собаки несколькими годами ранее. Бетти Джеймс одобрила новую Слинки-Собаку, заявив прессе: «Предыдущая Слинки-Собака была далеко не такой милой, как эта». ^[22]

Пластиковая пружина-пружинка

Пластиковая игрушка-пружинка цвета радуги

Пластиковые пружинки также доступны. Они могут быть сделаны в разных цветах. Многие из них сделаны с цветами радуги в радужном порядке. Они были проданы в 1970-х годах как более безопасная альтернатива металлическим пружинкам, поскольку они не представляли опасности при вставке в электрические розетки. Пластиковая пружинная игрушка, известная как Пластиковая пружинка, была изобретена Дональдом Джеймсом Реумом-старшим из Avon Plastics в Олбани, штат Миннесота. Реум придумал эту идею, когда он играл с различными методами производства спирального шланга для полива растений. Однако, по словам его детей, когда она сходила с конвейера, она больше походила на «Слинки». Он работал над ней, пока она не вышла идеальной, а затем отправился к Бетти Джеймс со своим прототипом. Реум производил Пластиковую пружинку для Бетти Джеймс в течение нескольких лет. В конце концов Бетти Джеймс решила производить продукт исключительно через производство Джеймса, фактически положив конец производству игрушки небольшой компанией из Миннесоты. Патент Реума под номером 4120929 был подан 28 декабря 1976 года и выдан Патентным ведомством США 17 октября 1978 года. ^[23]

Награды и почести

В 1999 году Почтовая служба США выпустила почтовую марку Слинки. ^[24] Слинки была включена в Национальный зал славы игрушек в 2000 году в серии марок «Празднуем столетие» . Законопроект о назначении Слинки государственной игрушкой Пенсильвании был представлен Ричардом Гейстом в 2001 году, но не был принят. ^[25] В том же году Бетти Джеймс была включена в Зал славы Ассоциации индустрии игрушек . ^[11] В 2003 году Слинки была включена в «Список столетий игрушек» Ассоциации индустрии игрушек из 100 самых памятных и креативных игрушек 20-го века. ^[26]

Другие применения

Слинки и подобные пружины можно использовать для создания звукового эффекта, похожего на «лазерный пистолет». ^[27] Это делается путем поднятия Слинки в воздух и удара по одному концу, вызывая металлический звук, который резко понижается по тону. Эффект можно усилить, прикрепив пластиковый стаканчик к одному концу Слинки. ^{[ необходима цитата ]}

Helixophone — это название, которое композитор и художница Соня Пасо-Роккиа дала музыкальному инструменту, сделанному из Slinky и резонатора. Hélix — это звуковая инсталляция с 20 Helixophones, автоматизированная и воспроизводящая интерактивную звуковую композицию. ^{[28] [29] [30] [31] [32]}

Металлические Slinkys можно использовать в качестве антенны; они резонируют между 7 и 8 МГц. Во время войны во Вьетнаме они использовались как переносная антенна для местной КВ-связи. Такая установка имела много преимуществ по сравнению с длинным проводным выстрелом из гранатомета M79: небольшие размеры, быстрая и бесшумная установка, возможность повторного использования, хороший угол взлета для местной связи и адекватная производительность. Они также использовались для расширения диапазона портативных радиостанций. ^[33]

В 1985 году совместно с Космическим центром имени Джонсона и Хьюстонским музеем естественных наук астронавты космического челнока Discovery создали видео, демонстрирующее, как знакомые игрушки ведут себя в космосе. Один астронавт описал игрушку как «своего рода обвисание». Видео было подготовлено для того, чтобы стимулировать интерес школьников к основным принципам физики и явлению невесомости. ^[34]

Несколько видеороликов в Интернете показали, что пружину-пружинку можно прикрепить к стойке кормушки для птиц, чтобы отпугивать белок от стойки. ^[35]

Смотрите также

• Пружина (устройство) § Классификация

Ссылки

1. Fabry, Merrill (27 ноября 2015 г.). «Как пружина-пружинка появилась в магазинах 70 лет назад». Time . Получено 3 января 2018 г. Ровно 70 лет назад, вечером 27 ноября 1945 года, Ричард Джеймс продемонстрировал новый продукт в универмаге Gimbels в Филадельфии.
2. «Случайное изобретение пружины-пружинки».
3. "Ассоциация производителей игрушек объявляет свой "Список игрушек века"" (пресс-релиз). Ассоциация производителей игрушек. 20 января 2003 г. Архивировано из оригинала 1 апреля 2003 г.
4. Fabry, Merrill (27 ноября 2015 г.). «Как пружина-пружинка появилась в магазинах 70 лет назад». Time . Получено 3 января 2018 г. .
5. "Изобретатель недели: Слинки". MIT School of Engineering . Архивировано из оригинала 22 февраля 2009 г. Получено 24 февраля 2009 г.
6. Уолш, Тим (2005). Игрушки, неподвластные времени: классические игрушки и создатели игр . Andrews McMeel Publishing . С. 62–65. ISBN 978-0-7407-5571-2.
7. Przybys, John (1 марта 1998 г.). "Novel Ideas". Las Vegas Review-Journal . Архивировано из оригинала 26 октября 2003 г. Получено 21 февраля 2024 г.
8. Rich, Mark (2005). Warman's 101 Greatest Baby Boomer Toys . Айола, Висконсин: KP Books. стр. 58–59. ISBN 0-89689-220-4.
9. "Дитя 'Slinky'". Delaware County Daily Times . 25 ноября 1976 г. Получено 25 января 2014 г.
10. "Бетти Джеймс, соучредитель компании Slinky, умерла". KXMB-TV . Associated Press . 22 ноября 2008 г. Получено 25 февраля 2009 г.
11. Hevesi, Dennis (25 ноября 2008 г.). «Бетти Джеймс, которая назвала игрушку-пружинку, умерла в возрасте 90 лет». The New York Times . Получено 25 февраля 2009 г.
12. "Propel Equity Partners приобретает ALEX®". www.businesswire.com . 28 мая 2013 г. . Получено 22 января 2023 г. .
13. "ALEX TOYS®, POOF-SLINKY® и ZOOB® объединяются под новым коллективным брендом". www.businesswire.com . 29 января 2014 г. . Получено 22 января 2023 г. .
14. «Just Play приобретает бренды Slinky и Shrinky Dinks». Июль 2020 г.
15. Pretz, Jörg (1 июля 2021 г.). «Колебания подвешенной пружины». European Journal of Physics . 42 (4): 045008. arXiv : 2005.12203 . Bibcode : 2021EJPh...42d5008P. doi : 10.1088/1361-6404/abcddf. ISSN  0143-0807. S2CID  218869730.
16. Айкенсон, Бен. Патенты: Гениальные изобретения: Как они работают и как они появились.
17. Физика падения пружины-пружины — видео падения удлиненной пружины-пружины. Журнал Discover . 26 сентября 2011 г.
18. Кросс, Род К.; Уитленд, Майк С. (22 августа 2012 г.). «Моделирование падающей пружины». American Journal of Physics . 80 (12): 1051. arXiv : 1208.4629 . Bibcode : 2012AmJPh..80.1051C. doi : 10.1119/1.4750489. S2CID  33704140.
19. Кросс, Род К.; Уитленд, Майк С. (2012). «Моделирование падающей пружины». Американский журнал физики . 80 (12). Американская ассоциация учителей физики: 1051. arXiv : 1208.4629 . Bibcode : 2012AmJPh..80.1051C. doi : 10.1119/1.4750489. S2CID  33704140.
20. Холлидей, Джин (18 мая 1998 г.). «Isuzu снимает рекламу, пародирующую рекламу Slinky: вступительный телевизионный ролик внедорожника Amigo вызвал критику; маркетолог заявляет, что полет закончился». Ad Age . Crain Communications . Архивировано из оригинала 26 февраля 2023 г. . Получено 10 февраля 2024 г. .
21. Макдауэлл, Эдвин (28 ноября 1998 г.). «Хелен Х. Малсед, 88 лет, создательница игрушек-пружинок». The New York Times . Архивировано из оригинала 24 августа 2016 г. Получено 26 февраля 2009 г.
22. Witchel, Alex (21 февраля 1996 г.). «Говорящие игрушки с Бетти Джеймс; Настойчивость ради семьи и Слинки». The New York Times . Получено 26 февраля 2009 г.
23. Патент США 4120929, Реум, Дональд Джеймс, «Способ производства спирально намотанного пластикового изделия», выдан 17 октября 1978 г. 
24. Справочник по рецептивному и экспрессивному языку. Детройт, Мичиган: Wayne State University Press. 2006. стр. 106. ISBN 0-8143-3314-1. Получено 25 февраля 2009 г. .
25. "Regular Session 2001–2002, House Bill 1893". Генеральная Ассамблея Пенсильвании . Получено 31 марта 2011 г.
26. "Ассоциация производителей игрушек объявляет о своем списке игрушек века" (пресс-релиз). Business Wire для Ассоциации производителей игрушек . 21 января 2003 г. Получено 19 февраля 2009 г.
27. "the experimentals: experimentals - звуковой эффект лазерной пушки - The Lab - Australian Broadcasting Corporation's Gateway to Science". www.abc.net.au . Получено 19 февраля 2018 г.
28. "Соня Пасо-Роккья - Спираль - Экспозиция в Викторивилле - Ле Карре 150" . www.lecarre150.com (на канадском французском языке) . Проверено 10 марта 2021 г.
29. Сара (16 декабря 2015 г.). "2017". fimav.qc.ca (на канадском французском) . Получено 10 марта 2021 г.
30. Пуассон, Софи (9 января 2018 г.). «Ребондир». Журнал Метро (на французском языке) . Проверено 10 марта 2021 г.
31. "Премьера ICI Radio-Canada | Balados, livres audio" . Радио-Канада (на французском языке) . Проверено 10 марта 2021 г.
32. Радио-Канада: Ici Alberta. «Hélix au Centre d'arts visuels de l'Alberta». Facebook (на французском языке) . Проверено 10 марта 2021 г.
33. Секреты выживания в последнюю минуту: 128 гениальных советов, как пережить надвигающийся Апокалипсис и другие мелкие неудобства . Chicago Review Press, Incorporated. 2015. стр. 24. ISBN 9781613749852.
34. "Toy Time in Space". The New York Times . 16 апреля 1985 г. Архивировано из оригинала 10 ноября 2012 г. Получено 26 февраля 2009 г.
35. «Женщина использует пружину-пружинку, чтобы отпугивать белок от кормушки для птиц». 21 декабря 2016 г.

Внешние ссылки

• Пуф-Слинки, Inc.
• Сиднейский университет — родной институт исследователей физики Slinky