旋轉陀螺不（bú）倒的原理

對於（yú）一個旋轉的陀螺體係,如果（guǒ）不發（fā）生偏轉(左側),不論脫落是否旋轉都可以保（bǎo）持穩定,這顯而易見的,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.一個很小的擾動導致陀螺偏轉了θ角,請理解這個θ非常微小.這個擾動（dòng）可（kě）以是（shì）一陣微風,一個震動（dòng）,桌麵的摩擦力變化等等,都可以導致出現一個這樣的偏轉.

假設陀螺旋轉的速度不變,通過對比左（zuǒ）右兩圖,發現上述體係發生了變（biàn）化,(為了方便觀察我把（bǎ）θ角畫得很大),你會發現雖然轉動陀螺上（shàng）所有的質點的旋轉絕對（duì）速度沒有變(桌麵參照（zhào）係),但是速度方向已經從水平變成帶（dài）有斜向的角度,這個可以想象一下圖中黑點的狀（zhuàng）態.

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

因此陀螺偏置後必須發生公轉才能（néng）保持穩（wěn）定,而（ér）且（qiě）從上圖中看出,黑點越重,轉速越快（kuài）陀（tuó）螺越穩定.這是為什麽（me）很多（duō）好的陀螺設計成下麵這個樣子:

隻需要（yào）保證質心在中間(軸對稱即可（kě）),外圍盡可能增加配重,這樣發生偏（piān）轉（zhuǎn）角動量就多一些,公轉速度也會加快,能夠快速拜托微小擾動回歸垂直狀態.