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玩具陀螺為什么可以旋轉不倒 陀螺玩具的原理是什么

本文章由注冊用戶 荊湖酒徒 上傳提供 2022-04-27 評論 發布 反饋 0
摘要:陀螺玩具能在地上旋轉不倒,用鞭繩抽后能旋轉更長時間,它之所以能這樣,是因為陀螺在旋轉時會進行繞中軸的自轉和中軸繞垂線的反向圓錐運動兩種運動,陀螺的進動角動量可以平衡重力矩的作用,所以旋轉時不會倒向地面。一般普通陀螺一次性能旋轉幾分鐘左右,不斷抽打的話能旋轉更長時間,還有一些內置電機的機械陀螺,能旋轉更長時間。下面一起來了解一下陀螺的原理吧。

一、玩具陀螺為什么可以旋轉不倒

陀螺(luo)玩(wan)具(ju)很多(duo)人都玩(wan)過(guo),放在地上抽打能旋轉很長時間而不(bu)(bu)倒(dao)(dao)下,很有(you)意思,不(bu)(bu)過(guo)大家對于陀螺(luo)為什(shen)么(me)不(bu)(bu)倒(dao)(dao)可能不(bu)(bu)太了解,那么(me)陀螺(luo)玩(wan)具(ju)的(de)原理是什(shen)么(me)呢(ni)?

旋(xuan)轉的(de)陀螺不倒是(shi)離心力(li)(li)抗衡重力(li)(li)矩運動(dong),不論(lun)陀螺是(shi)左旋(xuan)還是(shi)右旋(xuan),只要進動(dong)與自轉的(de)角(jiao)速(su)度(du)差(cha)的(de)平(ping)方,大于陀螺的(de)重力(li)(li)就能維持力(li)(li)平(ping)衡運動(dong)不倒。

陀(tuo)螺(luo)在旋(xuan)轉時,由兩個(ge)運動合成(cheng):繞(rao)(rao)中軸的(de)(de)(de)自轉和(he)中軸繞(rao)(rao)垂線的(de)(de)(de)反向圓(yuan)錐(zhui)運動,即既會圍繞(rao)(rao)本身的(de)(de)(de)軸線轉動,同時還圍繞(rao)(rao)一(yi)(yi)個(ge)垂直(zhi)軸作(zuo)錐(zhui)形運動,因此陀(tuo)螺(luo)旋(xuan)轉時并不(bu)是像(xiang)看起來一(yi)(yi)樣垂直(zhi)立于(yu)地面(mian)上的(de)(de)(de),而是對地面(mian)法線有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)偏離,向地面(mian)有(you)一(yi)(yi)些傾(qing)斜,重(zhong)力對陀(tuo)螺(luo)的(de)(de)(de)力矩不(bu)為零(ling),而陀(tuo)螺(luo)的(de)(de)(de)進動角(jiao)動量可以平(ping)衡重(zhong)力矩的(de)(de)(de)作(zuo)用,所以陀(tuo)螺(luo)在旋(xuan)轉時不(bu)會倒向地面(mian)。

該圖片由注冊用戶"荊湖酒徒"提供,版權聲明反饋

二、陀螺玩具能轉多久

在(zai)玩玩具陀(tuo)螺的(de)時候,施力(li)后陀(tuo)螺會在(zai)地(di)面(mian)上不停旋(xuan)轉,通(tong)過抽打還(huan)能(neng)讓它(ta)旋(xuan)轉的(de)時間更(geng)長,那么陀(tuo)螺能(neng)轉多(duo)久呢?

陀(tuo)螺玩(wan)具要持續轉動,對它的自平衡能力要求是很高的,在沒有外力作用的情況下,需要陀(tuo)螺自行抵(di)消各種摩擦、角度、速(su)度不當(dang)等問題,一(yi)點(dian)點(dian)不到位都(dou)會(hui)使(shi)陀(tuo)螺迅速(su)失去(qu)平衡結束旋轉。

因此,一般來說,普通的陀螺一次性(xing)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)5分鐘左右就比較牛了,抽打施加外力的話,能旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的時間更長;不過也(ye)有(you)部(bu)分陀(tuo)(tuo)螺能一次性(xing)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)更長時間,一款內置(zhi)有(you)電機(ji)(ji)推動的機(ji)(ji)械陀(tuo)(tuo)螺能持(chi)續(xu)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)27+小時,可以說(shuo)是(shi)非常(chang)能轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)了。

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