陀螺旋转起来为什么不会倒?

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/30 07:01:30

陀螺旋转起来为什么不会倒?
陀螺旋转起来为什么不会倒?

陀螺旋转起来为什么不会倒?
因为陀螺旋转起来重心就在不停改变,也会修正倾斜角度,所以只要陀螺从竖直到倾倒所需时间小于其自转半周的时间就不会倒

离心力

陀螺旋转起来时有个竖直方向的角动量,在没有外力矩下,角动量将守恒(定律),所以他的趋势是:保持不倒使得这个角动量的方向不变。
假如是一个静物,重力使得他下落。然而对于旋转的陀螺,有角动量存在,情况有所不同。此时,重力不会使他下落,而只是使他的转轴方向发生小的扰动,即所谓的‘章动’。最终由于空气阻力使他的转速变慢而倒下。...

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陀螺旋转起来时有个竖直方向的角动量,在没有外力矩下,角动量将守恒(定律),所以他的趋势是:保持不倒使得这个角动量的方向不变。
假如是一个静物,重力使得他下落。然而对于旋转的陀螺,有角动量存在,情况有所不同。此时,重力不会使他下落,而只是使他的转轴方向发生小的扰动,即所谓的‘章动’。最终由于空气阻力使他的转速变慢而倒下。

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因为惯性,可以持续转好久

  原来,这里有一种极有趣的力的相互作用。一个照着箭头所指的方向旋转着的陀螺。边上写着A字的那一部分,和在它对面写着B字的那一部分。A的部分在离开你,而B的部分在向着你转过来。现在再看,当你把陀螺的轴向你自己这一面侧倒的时候,这两部分会起什么样的运动。你这样推它,就是使A的部分的运动向上斜,B的部分的运动向下斜;使这两部分都得到一种跟自己本来的运动成直角的推动。可是,陀螺在很快旋转的时候,它的圆周...

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  原来,这里有一种极有趣的力的相互作用。一个照着箭头所指的方向旋转着的陀螺。边上写着A字的那一部分,和在它对面写着B字的那一部分。A的部分在离开你,而B的部分在向着你转过来。现在再看,当你把陀螺的轴向你自己这一面侧倒的时候,这两部分会起什么样的运动。你这样推它,就是使A的部分的运动向上斜,B的部分的运动向下斜;使这两部分都得到一种跟自己本来的运动成直角的推动。可是,陀螺在很快旋转的时候,它的圆周速度非常大,而你推它的时候所给它的那个速度却很小。一个小速度和一个大速度结合而成的速度,自然跟圆周的大速度相差不大。所以陀螺的运动几乎没有改变。陀螺好象抵抗着一切想把它推倒的力量。同时陀螺越重和转得越快,就越能顽强地抵抗推倒它的力量。这就是陀螺能够不倒的原因。
  这个解释,在本质上同惯性定律有直接关系。陀螺上的每一个点,都在一个跟旋转轴垂直的平面里沿着一个圆周转。按照惯性定律,每一个点随时都竭力想使自己沿着圆周的一条切线离开圆周。可是所有的切线都同圆周本身在同一个平面上。因此,每一个点在运动的时候,都竭力想使自己始终留在跟旋转轴垂直的那个平面上。由此可见,在陀螺上所有跟旋转轴垂直的那些平面,也竭力在维持自己在空间的位置。这就是说,跟所有这些平面垂直的那旋转轴本身,也竭力在维持自己的方向。
  我们不准备研究陀螺在外力作用下所发生的一切运动。这需要做很多解释,未免会枯燥无味。我们只想解释一下,一切旋转物体所以能够使它们的旋转轴的方向保持不变,原因在哪里。
  旋转物体的这种性质正被现代技术广泛地利用着。在现代轮船和飞机上装置的各种回转仪,象罗盘、稳定器等,都是根据陀螺原理造成的。旋转的作用保证了炮弹和枪弹飞行的稳定性,也可以用来保证人造卫星、宇宙火箭等在真空中运动的稳定性。

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