物理学中陀螺旋转原理是什么

‘壹’ 陀螺仪为何旋转不倒，原理是什么

想必陀螺我们每一个人都玩过，我还记得小的时候玩无论怎么旋转它都不会倒，当时我们很多小孩子都围在一起玩耍陀螺，其实这还是有一定的科学依据的，今天我们就来讲一讲陀螺仪到底是怎么回事吧？为什么它不会倒呢？

比如我们造的飞机，其中飞行过程中遇到的重心以及压力问题，就是通过陀螺仪的这一原理来解决的，同时，就像现在我们很多人都在玩的VR视觉感应技术，它也是运用了陀螺仪的原理，通过一个中心的支点支撑着整个陀螺的高速旋转，其次就是惯性了，好比我们在打篮球打羽毛球的时候，当羽毛球上升到高空之中它就会高速的旋转，最后根据地球的引力而降落到地面，这还是一个比较专业的物理问题的。

‘贰’ 陀螺不倒的原理是什么百度百科里看不懂

陀螺不倒的原理是陀螺在旋转的时候，一面围绕本身的轴线作“自转”，一面围绕垂直轴作“进动”。使得陀螺并非垂直立于地面之上，而是对地面法线有一定的偏离，向地面有一些倾斜。所以重力对陀螺的力矩不为零，陀螺的进动角动量可以平衡重力矩的作用，使陀螺在旋转时不会倒。

(2)物理学中陀螺旋转原理是什么扩展阅读：

陀螺围绕自身轴线作“自转”的快慢，决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢，摆动角越大，稳定性越差；转得越快，摆动角越小，因而稳定性也就越好。而且陀螺的外形也对陀螺的进动有影响。

陀螺形状上半部分为圆形，下方尖锐。从前多用木头制成，现代多为塑料或铁制。玩时可用绳子缠绕，用力抽绳，使直立旋转。或利用发条的弹力旋转。传统古陀螺大致是木或铁制的倒圆锥形，玩法是用鞭子劈。现代已有用发射器发射的陀螺。

‘叁’ 陀螺旋转的原理是什么

凡是高速转动的物体，都有一种保持转动轴方向不变的特性，这叫做自旋稳定或定轴性。陀螺可以围绕它的转轴旋转很长时间，如果没有空气的阻力和转轴与桌面的摩擦力，理论上，陀螺可以非常稳定地围绕转轴永远旋转。人们模仿陀螺制成了陀螺仪，它就是利用陀螺高度稳定的定轴性，可以测出微小的位置变化。

‘肆’ 陀螺仪的运行原理

陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。就像前面第四页的活动中，我们可以轻易的改变旋转中车轮转轴的方向一样。所以设置在飞机、飞弹中的陀螺仪是靠内部所提供的动力，使其保持高速转动。
陀螺仪通常装置在除了要定出东西南北方向，还要能判断上方跟下方的交通工具或载具上，像是飞机、飞船、飞弹、人造卫星、潜艇......等等。它是航空、航海及太空导航系统中判断方位的主要依据。这是因为在高速旋转下，陀螺仪的转轴稳定的指向固定方向，将此方向与飞行器的轴心比对后，就可以精确得到飞机的正确方向。罗盘不能取代陀螺仪，因为罗盘只能确定平面的方向；另方面陀螺仪也比传统罗盘方便可靠，因为传统罗盘是利用地球磁场定向，所以会受到矿物分布干扰，例如受到飞机的机身或船身含铁物质的影响；另方面在两极也会因为地理北极跟地磁北极的不同而出现很大偏差，所以目前航空、航海都已经以陀螺仪以及卫星导航系统作为定向的主要仪器。

‘伍’ 简单解释下回旋陀螺的原理

陀螺进动分为定点进动和非定点进动二种，且它们产生进动的物理原理都是一样的，即都是自旋轴受持续力矩作用的结果，这在地球引力场中如此，在磁场中也应如此。
1、陀螺支点进动原理，
陀螺绕支点进动
自旋陀螺有一个重要特性，那就是它受到外力矩作用时会产生回转效应，即进动，而且进动方向与自旋方向始终保持一致性，如我们手持一个自旋陀螺用力向左或右摆动，它们都会产生进动，且进动方向与自旋方向始终保持一致性；逆时针自旋陀螺受力矩后会产生逆时针进动，顺时针自旋陀螺受力矩后会产生顺时针进动。
如果我们在进动初始状态对陀螺体质心绘成一个坐标，就可得出这样一个结论：陀螺轴受力F方向与其进动轴Ω方向及进动速度v方向三者之间始终保持相互垂直状态，即具有“三垂性”，如用现在教科书的矢量叉积概念描述就是Ω=F×V.
“三垂性”是陀螺产生进动必须遵守的最基本原则，也是陀螺力学使用矢量叉积的物理本义所在；以此原则为基础，以不变应万变，陀螺的其他运动现象就都可以迎刃而解了
。
2、陀螺质心进动原理
在平面上垂直自旋的陀螺，当我们用一个细棒向左或右拨动自旋轴上或下端点时，它会产生绕质心的进动，这种进动有一个特点，那就是陀螺质心始终保持在进动中心轴线上。
如果陀螺还有平动就是陀螺自旋轴的漂移运动，这个运动实质是自旋陀螺质心双自旋的表现，即原自旋速度减慢，转化成了绕质心的进动
地球绕太阳运动就可以看做是这种运动状态，从“自旋生磁”角度来讲，地磁轴是它真正的自旋轴，现代观察到所认为的地理自旋轴为进动旋转轴，是一种假自旋轴，静态自旋陀螺产生进动的原因是陀螺自旋轴受力而产生力矩不平衡造成的，即陀螺进动的本质就是陀螺自旋轴受力矩不相等的结果，质心重力矩提供持续的力矩作用，陀螺产生进动时它的自旋角速度会变小。
3、陀螺曲线平动原理
假如我们在自旋陀螺轴上下端距质心等距离处施加相等大小的外力，则陀螺不会产生自旋
轴倾斜的进动，但会产生质心平移的曲线运动。
自旋轴二端受力F使陀螺产生与v1相垂直的速度v2，如果｜v1｜=｜v2｜则会产生圆周曲线运动，如果｜v1｜＞｜v2｜，则会产生椭圆曲线运动，但无论什么形式的曲线运动其平移速度｜v1｜不会减小，只是速度方向发生改变，即产生了与v1相垂直的v2速度分量；如果这对力偶不消失，它就会产生一个完整的闭合曲线运动轨迹，且F永远与v2方向垂直，即F⊥v2
，这种力作用也遵守Ω=F×V
“三垂性”原理。
这个实验说明，陀螺产生曲线的原因是由自旋轴二端受平行于速度方向持续力矩约束造成的，这时陀螺自旋角速度ω和曲线速度v值大小同初始态一样不变，只是其v运动速度方向发生了变化。
“陀螺曲线平动原理”也适用于磁陀螺在磁场中的曲线运动，磁陀螺在磁场中运动时，由于受中心磁体磁极力的影响正好可以提供这种持续的力矩作用，不论有无重力场存在，自旋磁陀螺只要轴向受力，它都会产生一个与自旋轴、原平动方向垂直的新速度v⊥，只要这个轴力矩持续存在，那么，这个变方向速度就一直存在，就能够形成稳定的曲线运动轨迹。

‘陆’ 陀螺为什么会旋转

陀螺旋转的原理是陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”，一面围绕垂直轴作“进动”。也即陀螺并非垂直立于地面之上，而是对地面法线有一定的偏离，向地面有一些倾斜。所以重力对陀螺的力矩不为零，而陀螺的进动角动量可以平衡重力矩的作用，所以陀螺在旋转时不会倒向地面。

刚体对于支点的惯量椭球称为旋转椭球，刚体对于对称轴的转动惯量称为极转动惯量；刚体对于另两个过支点的惯量主轴（见惯量张量）的转动惯量称为赤道转动惯量。陀螺是一个绕支点运动的刚体，所以刚体的定点运动的运动学和动力学方程都适用于陀螺。

陀螺以其多变的玩法，依然受到广大朋友的喜欢。陀螺已经不单单是作为玩具这么简单了，它的重要性在于：科学家根据陀螺的力学特性研发了一种科学仪器-陀螺仪，广泛运用于科研、军事技术等领域中。

(6)物理学中陀螺旋转原理是什么扩展阅读

陀螺宜存放在阴凉通风处，避免日晒龟裂及潮湿发霉，必要时宜运用冷气机或除湿机将存放场所除湿；铁制部分则要适时给予上油保养（不宜太多，以免缠绳不易）；绳子感觉变硬时，则应泡水搓洗、甩打一番（以除去砂粒尘土）后阴干。

一般人认为打陀螺都是利用木制陀螺来抛掷，即利用棉绳缠绕陀螺后，用手施力将陀螺抛出后，以陀螺钉为轴心旋转的玩具；另外，在大陆地区也有人利用鞭打陀螺的方式，使其继续旋转。

而有些厂商为了推广陀螺技艺，增加学习者的学习动机，别出心裁，改用其它方式（利用斗笠、废轮胎、弹簧、摩擦原理、单头铃、齿条…等），制作出许多新颖的陀螺相关童玩作品，而且甚至在陀螺身上加装电池及七彩灯炮，让陀螺旋转起来，发出绚丽多姿的彩光，以吸引打陀螺者的目光。

另一方面，有的厂商为了使陀螺旋转时发出响亮的声音，将陀螺身挖成中空，陀螺侧身有一长条状小空隙，特殊之处即在这里，当陀螺旋转时就可发出蜂鸣的响声。

所以陀螺经过匠工的巧思琢磨，历经时代的演变，科技的改良，已有各式各样的材质与形状出现，所以陀螺经过匠工的巧思琢磨，不只老少咸宜，也更好玩更臻完美。

‘柒’ 陀螺的原理

陀螺原理
当一个力学系统（物体）受到数力的作用，若其合力（大小、方向）为零，且各力对任一点之力矩和亦为零时，就称此力学系统是处于平衡状态。换言之，当物体呈现一种“动者恒动、静者恒静”的状态时，即可称之为“平衡”。物体在很多情况下都能呈现平衡状态，不只是在静止的时候，当它在动的时候也会达到平衡（包括星体的运行也是），有些平衡状态能持久，而有些只是短暂现象。 一般而言，静态的平衡大多属于稳定平衡，动态的平衡则多属于不稳定平衡；当陀螺受力旋转时，因各方向离心力总和达到平衡，因此陀螺能暂时用轴端站立，保持平衡现象，接着受到空气阻力、地面摩擦、或陀螺重心问题等各因素的影响，使其旋转的力道逐渐减弱，等到旋转的动力消失时，陀螺也跟着左摇右晃的倒了下来。因此，如何制作挑选好的陀螺、拿捏抛掷的力道与掌握要诀，让陀螺抛得更准，转得更久，便成为玩陀螺者挑战的终极目标。

‘捌’ 用物理学原理解释旋转的陀螺不倒的原因

由于旋转的物体有使转轴的方向保持不变的特性，转动得越快，越不容易改变轴的方向。假如陀螺不转，就会倾倒，因为静止不动陀螺的尖下面只有一个支点，因为重力对这一个支点有力矩，陀螺会围绕这个支点向下倾倒。假如给陀螺施加一个外力，使陀螺快速旋转，陀螺就不会倒下了，高速旋转的陀螺可以保持转轴的方向不变，这就是陀螺的稳定性。
---引子ミ小潴/aiq
2008-08-22
19:54
陀螺转而立，不转而不立的原理是什么?

‘玖’ 陀螺的原理是什么

陀螺在旋转的时候，不但围绕本身的轴线转动，而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说，陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”，一面围绕垂直轴作“公转”。陀螺围绕自身轴线作“自转”运动速度的快慢，决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢，摆动角越大，稳定性越差；转得越快，摆动角越小，因而稳定性也就越好。这和人们骑自行车的道理差不多。其中不同的是，一个是作直线运动，一个是作圆锥形的曲线运动。陀螺高速自转时，在重力偶作用下，不沿力偶方向翻倒，而绕道支点的垂直轴作圆锥运动的现象，就是陀螺原理。