旋轉陀螺不倒（dǎo）的原理

對於一個旋轉的陀螺體係,如果（guǒ）不發生偏轉(左側),不論脫落是否旋轉都（dōu）可以保持穩（wěn）定,這顯而（ér）易見的,但是實際生活中旋轉的陀螺總會遇到(微小)擾動導致出現右側的情形.一個很小的擾動（dòng）導致陀螺偏轉了θ角,請理解這個θ非常微小.這個擾（rǎo）動可（kě）以是一陣微風,一個震動,桌麵的摩擦力變化等等,都可以導致出現一（yī）個這樣的偏轉.

假設陀螺旋轉的速（sù）度不變,通過對比左右兩圖,發現（xiàn）上述體係發生了變化,(為了方便觀察我把θ角畫得很大（dà）),你會發現雖然轉動陀螺上所有的質點的旋轉絕對速度沒有變（biàn）(桌麵參照係),但是速度方向已經從水平（píng）變成帶有斜向的角度,這個可以（yǐ）想象一下圖中黑點的（de）狀態.

速度方向（xiàng）變化將導致整個陀螺旋轉的角（jiǎo）動量(矢量)發生改變,沿垂直方向的分量（liàng）減小,根據角（jiǎo）動量守恒(和轉速相（xiàng）比,這是一個很小的θ),陀（tuó）螺將保持這部分旋轉（zhuǎn）的（de）角動量,產生一個圍繞垂直軸的公轉,維持了這部分減小的角動量,維持了角動量守恒,新產生（shēng）的扭矩平衡掉了（le）重力的扭矩和離心（xīn）力。

因（yīn）此陀螺偏置後必須發生（shēng）公轉才能（néng）保持穩定（dìng）,而且從上圖中（zhōng）看出,黑點越重,轉速越快陀螺越（yuè）穩定.這是為（wéi）什麽很多好的陀螺設計（jì）成下麵這個樣子（zǐ）:

隻需要保（bǎo）證質心在中間(軸對稱（chēng）即（jí）可),外圍盡可能增加配重,這樣發生偏轉角動量就多一些,公（gōng）轉速度也（yě）會加快,能夠快（kuài）速拜托微小擾動回歸垂直狀態.