น่าเสียดายที่ผู้ชายคนนี้จะมีช่วงเวลาที่ยากลำบากจริงๆ ตามหลักคณิตศาสตร์
เครดิตรูปภาพ: Nadia Snopek/Shutterstock.com
คณิตศาสตร์เชิงวิชาการ คุณอาจคิดว่าเป็นหัวข้อแห้งๆ ที่เต็มไปด้วยสมการที่น่าเบื่อและอื่นๆ ที่คล้ายกัน ไม่เป็นเช่นนั้น หากเชื่อรายงานฉบับใหม่ จริงๆ แล้ว มันเป็นพื้นที่ที่คุณแฮ็กเกมทั่วไปในโรงเรียนโดยการสอนหุ่นยนต์เล่นฮูลาฮูป
“เราแปลกใจที่กิจกรรมยอดนิยม สนุกสนาน และดีต่อสุขภาพอย่างการเล่นฮูลาฮูปนั้นไม่เป็นที่เข้าใจแม้แต่ในระดับฟิสิกส์ขั้นพื้นฐาน” ลีฟ ริสทรอฟ รองศาสตราจารย์จาก Courant Institute of Mathematical Sciences แห่งมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก และผู้เขียนอาวุโสของ การศึกษาในคำแถลงวันพฤหัสบดี.
“ในขณะที่เรามีความก้าวหน้าในการวิจัย เราตระหนักว่าคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องนั้นละเอียดอ่อนมากและความรู้ที่ได้รับอาจเป็นประโยชน์ในการสร้างแรงบันดาลใจให้กับนวัตกรรมทางวิศวกรรม การเก็บเกี่ยวพลังงานจากการสั่นสะเทือน และการปรับปรุงตัวกำหนดตำแหน่งหุ่นยนต์และผู้ขนย้ายที่ใช้ในการแปรรูปทางอุตสาหกรรมและ การผลิต."
การสืบสวนเรื่องการเล่นฮูลาฮูปของพวกเขามีเหตุอันสมควร ริสโทรฟและทีมงานของเขาจึงเริ่มทำงานเพื่อหาคำตอบว่าฮูลาจะยังคงเป็นฮูลาอิงได้อย่างไร และพวกเขาทำแบบนั้นโดยตรงและเหมือนกับพิกซาร์เท่าที่จะเป็นไปได้ โดยการพิมพ์ 3 มิติชุด “หุ่นยนต์ฮูลาฮูเปอร์” ที่หมุนวนในรูปทรงต่างๆ และนำพวกมันมาชนกันเพื่อดูว่าใครเล่นฮูลาได้ดีที่สุด
“เราสนใจเป็นพิเศษว่าการเคลื่อนไหวและรูปร่างของร่างกายแบบใดที่สามารถยึดห่วงไว้ได้สำเร็จ” ริสโทรฟอธิบาย “และข้อกำหนดและข้อจำกัดทางกายภาพใดบ้างที่เกี่ยวข้อง”
พวกเขาเริ่มต้นง่ายๆ: ทรงกระบอกจะสามารถยกฮูลาฮูปขึ้นและหมุนได้หรือไม่? และคำตอบก็คือ... อาจเป็นสิ่งที่คุณคาดหวังได้อย่างแน่นอน: “การทดลองทั้งหมดที่มีตัวทรงกระบอกล้มเหลว[แก้ไข] ในการแขวนห่วงไว้” รายงานการศึกษา
กรวยทั้งบนและล่างหนักมีความล้มเหลวน้อยกว่าเล็กน้อย แต่ก็ไม่มากนัก อะไรจริงหรืออย่างไรก็ตาม มีส่วนช่วยได้คือเพิ่ม "เอว" ที่โค้งมน ทำให้สิ่งที่เรียกกันในทางเทคนิคว่าเป็นรูปร่างไฮเปอร์โบลอยด์: "การค้นพบของเราระบุ 'ประเภทร่างกาย' ที่จำเป็นสำหรับการคล้องห่วงที่มั่นคง ซึ่งรวมถึงพื้นผิวที่ทำมุมหรือลาดเอียงอย่างเหมาะสม เช่น ด้วย 'สะโพก' เช่นเดียวกับโปรไฟล์รูปนาฬิกาทราย”
เลือกการจัดตำแหน่งของคุณ
เครดิตรูปภาพ: ห้องทดลองคณิตศาสตร์ประยุกต์ของ NYU
แต่เพียงเพราะร่างกายมีปัญหาการเก็บรักษาการเต้นฮูลาไม่ได้หมายความว่าเกมทั้งหมดปิดไป “ในทุกกรณี การเคลื่อนไหวที่ดีของห่วงรอบๆ ตัวสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ความพยายามพิเศษใดๆ” ริสโทรฟชี้ให้เห็น แต่ผลลัพธ์ที่ได้บ่งบอกเป็นนัยว่าใครๆ ก็สามารถเล่นฮูลาได้ แต่บางคนอาจมีเวลาในการรักษาการหมุนได้ยากกว่า
กล่าวอีกนัยหนึ่ง: ใช่ เพื่อนโค้งงอของคุณมีเวลาเล่นฮูลาฮูปได้ง่ายกว่าคุณจริงๆ แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าคุณจะไม่มีความหวังในเกมฮูลาเลย
“ผู้คนมีรูปร่างที่แตกต่างกันหลายประเภท บางคนมีลักษณะลาดเอียงและความโค้งตรงสะโพกและเอว และบางคนไม่มี” ริสโทรฟสรุป “ผลลัพธ์ของเราอาจอธิบายได้ว่าทำไมบางคนถึงเป็นฮูเปอร์โดยธรรมชาติ และคนอื่นๆ ดูเหมือนจะต้องทำงานหนักเป็นพิเศษ”
การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสารพนส-
