一、玩具陀螺為什么可以旋轉(zhuǎn)不倒
陀螺玩具很多人都玩過,放在地上抽打能旋轉(zhuǎn)很長(zhǎng)時(shí)間而不倒下,很有意思,不過大家對(duì)于陀螺為什么不倒可能不太了解,那么陀螺玩具的原理是什么呢?
旋轉(zhuǎn)的陀螺不倒是離心力抗衡重力矩運(yùn)動(dòng),不論陀螺是左旋還是右旋,只要進(jìn)動(dòng)與自轉(zhuǎn)的角速度差的平方,大于陀螺的重力就能維持力平衡運(yùn)動(dòng)不倒。
陀螺在旋轉(zhuǎn)時(shí),由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成:繞中軸的自轉(zhuǎn)和中軸繞垂線的反向圓錐運(yùn)動(dòng),即既會(huì)圍繞本身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)還圍繞一個(gè)垂直軸作錐形運(yùn)動(dòng),因此陀螺旋轉(zhuǎn)時(shí)并不是像看起來一樣垂直立于地面上的,而是對(duì)地面法線有一定的偏離,向地面有一些傾斜,重力對(duì)陀螺的力矩不為零,而陀螺的進(jìn)動(dòng)角動(dòng)量可以平衡重力矩的作用,所以陀螺在旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)倒向地面。
二、陀螺玩具能轉(zhuǎn)多久
在玩玩具陀螺的時(shí)候,施力后陀螺會(huì)在地面上不停旋轉(zhuǎn),通過抽打還能讓它旋轉(zhuǎn)的時(shí)間更長(zhǎng),那么陀螺能轉(zhuǎn)多久呢?
陀螺玩具要持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)它的自平衡能力要求是很高的,在沒有外力作用的情況下,需要陀螺自行抵消各種摩擦、角度、速度不當(dāng)?shù)葐栴},一點(diǎn)點(diǎn)不到位都會(huì)使陀螺迅速失去平衡結(jié)束旋轉(zhuǎn)。
因此,一般來說,普通的陀螺一次性旋轉(zhuǎn)5分鐘左右就比較牛了,抽打施加外力的話,能旋轉(zhuǎn)的時(shí)間更長(zhǎng);不過也有部分陀螺能一次性旋轉(zhuǎn)更長(zhǎng)時(shí)間,一款內(nèi)置有電機(jī)推動(dòng)的機(jī)械陀螺能持續(xù)旋轉(zhuǎn)27 小時(shí),可以說是非常能轉(zhuǎn)了。