一、玩具陀螺為什么可以旋轉不倒
陀(tuo)(tuo)螺玩(wan)具很(hen)多人都玩(wan)過,放在地(di)上抽打能(neng)(neng)旋轉很(hen)長時(shi)間而不(bu)倒下(xia),很(hen)有意思,不(bu)過大家(jia)對(dui)于陀(tuo)(tuo)螺為什(shen)么不(bu)倒可能(neng)(neng)不(bu)太(tai)了(le)解(jie),那么陀(tuo)(tuo)螺玩(wan)具的原理是什(shen)么呢?
旋轉的(de)(de)陀螺不倒是(shi)(shi)離心力抗衡重力矩運(yun)動,不論陀螺是(shi)(shi)左旋還是(shi)(shi)右旋,只要進動與(yu)自轉的(de)(de)角(jiao)速度差的(de)(de)平方(fang),大于陀螺的(de)(de)重力就能維持力平衡運(yun)動不倒。
陀螺(luo)在旋轉時,由兩個運動合(he)成(cheng):繞(rao)中軸(zhou)的(de)(de)自(zi)轉和中軸(zhou)繞(rao)垂線的(de)(de)反(fan)向(xiang)圓錐(zhui)運動,即既會圍繞(rao)本身的(de)(de)軸(zhou)線轉動,同時還圍繞(rao)一(yi)個垂直軸(zhou)作(zuo)錐(zhui)形運動,因此陀螺(luo)旋轉時并不是像(xiang)看(kan)起來一(yi)樣(yang)垂直立于地面上的(de)(de),而(er)是對地面法線有(you)一(yi)定的(de)(de)偏離,向(xiang)地面有(you)一(yi)些(xie)傾斜,重(zhong)力(li)(li)對陀螺(luo)的(de)(de)力(li)(li)矩(ju)(ju)不為(wei)零,而(er)陀螺(luo)的(de)(de)進動角動量(liang)可以平衡重(zhong)力(li)(li)矩(ju)(ju)的(de)(de)作(zuo)用(yong),所以陀螺(luo)在旋轉時不會倒(dao)向(xiang)地面。
二、陀螺玩具能轉多久
在玩玩具陀螺(luo)的時(shi)(shi)候,施力后陀螺(luo)會在地面上不停旋(xuan)(xuan)轉,通(tong)過抽打還能(neng)讓它(ta)旋(xuan)(xuan)轉的時(shi)(shi)間更長(chang),那么陀螺(luo)能(neng)轉多久(jiu)呢?
陀(tuo)螺(luo)玩(wan)具要持續轉動(dong),對它(ta)的(de)(de)自平衡(heng)能(neng)力(li)要求(qiu)是(shi)很高的(de)(de),在沒有(you)外力(li)作用的(de)(de)情況下(xia),需要陀(tuo)螺(luo)自行抵消各種摩擦(ca)、角度、速度不當等問題,一點點不到位都會使陀(tuo)螺(luo)迅速失(shi)去平衡(heng)結束旋(xuan)轉。
因此,一般來說,普通的陀螺一次性旋(xuan)轉5分鐘左(zuo)右就比較牛(niu)了,抽打施加外力的話(hua),能旋(xuan)轉的時間(jian)更長;不過也有部(bu)分陀(tuo)螺能一次性旋(xuan)轉更長時間(jian),一款內(nei)置有電機(ji)推動的機(ji)械陀(tuo)螺能持(chi)續(xu)旋(xuan)轉27+小時,可以說(shuo)是非(fei)常能轉了。