为什么陀螺具有稳定性(陀螺为什么有定轴性)

旋转起来的陀螺拥有了稳定性,支点怎么变都不倒

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本文目录

  1. 陀螺为什么会慢慢停下来
  2. 为什么陀螺具有稳定性
  3. 陀螺为什么不倒
  4. 陀螺为什么因角动量守恒而不倒

陀螺为什么会慢慢停下来

这是由于要克服接触(摩擦)阻力和空气阻力作用而消耗能量。

如果不计摩擦,陀螺的机械能是守恒的,实际上,摩擦阻力总是存在,因此,总要克服摩擦力做功消耗了机械能。即陀螺在转动的过程中,机械能总是减少的,所以,会停下来。

为什么陀螺具有稳定性

我想谈谈自己的看法,可能和大家的想法不完全一样。

根据牛顿定律,改变物体的运动状态,就要施加力。比如要让静止的物体运动,或者让运动的物体静止,都需要施加外力。力和运动都是有方向的,所以,如果不改变物体的运动速率,而只改变运动方向,同样也需要施加力。比如,飞来一个足球撞到墙上,然后原路返回,也是受到了墙施加的力。由于力的作用,物体的运动状态发生了改变,也就是动量发生了改变。动量是有方向的。

旋转的陀螺,就它上面的每一个点来说,运动方向不断改变,也就是每一个点的动量都在改变。但是,由于各处动量改变的值相互抵消,所以整个陀螺的动量是稳定的,也不需要外力的参与。

假如我想把旋转的陀螺反转过来,就必须让陀螺的动量发生改变,如果原来的动量是1,反转之后就是-1,陀螺的转速越快,动量越大,反转的过程动量的改变也就越大,自然需要的力量也越大。所以,同一个陀螺,转速越快,你要推倒它,所需的力就越大。或者说,转速越快的陀螺,越是稳定。

陀螺为什么不倒

1陀螺不倒。2这是因为陀螺的转动产生了角动量,而角动量守恒定律指出,若没有外力作用,角动量将保持不变。当陀螺倾斜时,地心引力会产生一个力矩,使陀螺的轴产生进动,保持转动方向不变。3此外,陀螺的重心在轴线上,使得陀螺的旋转更加稳定。这也是为什么陀螺可以维持平衡并保持不倒的原因之一。

陀螺为什么因角动量守恒而不倒

事实上,陀螺并非角动量守恒,当陀螺自转角速度方向和竖直方向有一定夹角的时候,很显然,重力对陀螺和地面的接触点的力矩不为0,因此陀螺角动量不会守恒,在这个力矩的作用下,如果陀螺还有一定的初始角速度,陀螺的角动量矢量将会绕着过地面接触点的竖直轴转动,也就是反映为陀螺不仅自转,还有公转,这样的公转在物理上叫做进动。角动量这个时候大小不变方向在改变,因此也就存在一个变化率,如果陀螺所收到的力矩刚好等于这个变化率,陀螺在理想状态下就会稳定转动。进动的角速度也可以按照这个思路来计算,表达式为Ω=M/(Lsinθ),M是重力产生的力矩,L是陀螺自转的角动量,θ是与竖直方向偏角希望能对你有所帮助

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