指尖陀螺的原理
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陀螺原理
摘要:陀螺,神奇的物体。尽管它的支承点很小,旋转时它却不会倒下,是什么原因导致陀螺能站立稳定旋转呢？
关键词:陀螺稳定旋转
静止的陀螺内部分子之间的分子力处于平衡状态,可以不考虑分子内力的作用,各分子所受重力的合力(重心)就处在距桌面有一定高度的质心位置。由于陀螺的支承点与桌面的接触面积很小,它的稳度很低,在重力作用下,静止陀螺很难站直而极易倒下。旋转陀螺内部分子受离心惯力影响,分子受力始终处于变化状态之中。不同位置的分子受力的大小、方向都在不断地发生变化。单个分子所受合力不仅仅是重力,而是分子内力与重力的矢和。从而维系着各分子作圆周运动。其作用效果就是将所有分子受力的合力作用点被转移到了支承点(先不考虑桌面的支持力),其大小就等于陀螺的重量,并和桌面的支持力取得力的平衡。我们可以认为旋转陀螺的重力作用点(重心)被转移到了支承点。
我们来做一个简单的实验,取一个60g重的铁制陀螺,让它在电子秤上稳定旋转,为了提高它的说服力,我们使该陀螺的转轴偏离竖直方向θ＞20°(如图1)。我们观察到陀螺一方面绕转轴自转,另一方面转轴绕竖直方向作圆锥运动。而此时,电子秤的读数仍为60g。实验中,我采用了自制铁陀螺,限于制作水平,它稳定旋转时唯一的结论是
为什么陀螺旋转可以平衡
原理一：转动惯量，即旋转具有稳定性。
原因二：摩擦力，陀螺的结构及工作特点。由于陀螺的尖端是一个近似的圆球形，当陀螺在旋转时向A方倾倒时，尖端的球面的A侧将和支撑面接触摩擦，这将导致陀螺的尖端向倾倒的方向运动。证据：长脚的陀螺可以在比较粗糙的平面上平稳的旋转，但是在光滑的玻璃面上将不停的跳动，以获取更多的摩擦力，如果在玻璃面上涂润滑油，它不但不能运转的平稳反而更艰难。
陀螺仪什么原理，为什么会指着一个方向，为什么会有三个力，看了很多解释，都停留在概念解释上。让我们高
假设在一个圆棍中间用绳子绑上两个一样大小的球（红球和绿球），当慢慢转动中间的圆棍时，两个小球也慢慢跟着圆棍转起来，当转速快到一定的时侯，那么由于离心力的作用，两个小球都往圆棍外离去，但由于绳子把它们都拉住了，那么当离心力大到一定程度时小球就会离开地面达到跟绳子在一条直线的高度，因为离心力的方向总是想拉断绳子，而在离心力不足以拉断绳子的情况下，那么小球只能和绳子形成一个与中间转动的圆棍成90度的形状，在这个时侯，如果松开转动中间圆棍的手（假设用手可以让圆棍转很快），那么这两个球会保持这个样子继续转一段时间才会停下来掉在地面上，可以简单的理解为中间的圆棍也想停下来倒在地上，但是因为小球拉着绳子，而绳子又绑在圆棍上，而两个小球拉的力大小又相同，方向刚好又相反，那么圆棍自然也没办法偏向哪一边，所以只能继续换原样转动，这样就造成了圆柱的指向性了。假如这个圆棍上绑了不止两个球，而是从上到下都绑满了，那么就相当于一个陀螺了。也就是说可以把一个陀螺理解成一个中间的圆棍子上用无数个极细的线绑了无数个很小的球。
指尖陀螺转的时候顺时针，看一会后就是逆时针了，这是为什么
视觉滞留在1/24帧每秒或24圈每秒会出现重复感光，和之前的感光位置有差距，以为是倒着旋转了。三叶指尖陀螺转速超过每秒6转就会产生这个效果。6叶风扇超过每秒4圈就会产生这个效果。