我們的生活中處處可見轉動的物體，如車輪、螺旋槳、陀螺、足球、地球等，它們的運動呈現出一些有趣的性質。 先做一個簡單的實驗：取長＞寬＞厚的一本書（最好用橡皮筋紮起以免書頁翻動影響實驗效果），在空中讓其分別繞它的與長寬高相平行的對稱軸旋轉。你會發現這本書可以繞與長邊或厚度的方向相平行的軸穩定地旋轉，但當繞與寬邊相平行的軸旋轉時，無論多麼小心地開始，書的轉動總是不穩定，不一會兒就翻轉成繞另外兩個對稱軸中的某一個轉去。這是剛性的物體作旋轉運動的一個普遍規律：繞最長或最短的軸的旋轉是穩定的，而繞中間長度的軸旋轉是不穩定的。這就類似一粒圍棋子很難立在碗口邊沿，總要落至碗底才穩定一樣。 我們見過孩子們玩的陀螺，在高速轉動下它可以立在地面上不傾倒，而且用鞭子抽它給它加速時也不會把它帶倒，只是有時候把它的旋轉軸抽得傾斜於地面，細心的人會發現這時旋轉軸也開始繞垂直於地面的軸旋轉，有時還伴隨著旋轉軸週期性的“點頭”運動。這是因為這時地球的引力給傾斜的陀螺產生一個力矩，如果陀螺不旋轉，這個力矩自然會使它翻倒，但是如果陀螺高速地旋轉，這個力矩只能改變它旋轉的方向，形成傾斜的旋轉軸繞垂直軸的轉動，但大致上還是保持轉動的方向不變。 從上面的例子中可以看到旋轉的物體有保持旋轉方向的穩定性，人們可以透過有意使物體自轉來防止外界的擾動可能造成的不可預料的翻轉。生活中這樣的例子比比皆是：腳踏車、小孩玩的鐵環、硬幣可以在平面上滾動而不傾倒；現代槍管壁中都特意加工有一組螺旋型的凹槽——鏜線，可以讓發射出的子彈自動沿中心軸自轉，以免各種擾動使子彈胡亂翻滾、在空氣中像“香蕉球”那樣偏離行進的方向或引起湍流產生巨大阻力而影響精度和射程；體育運動中的飛盤、美式橄欖球、飛碟也都是一邊繞著自己的對稱軸自旋一邊前進，才飛得又遠又準。 在全球衛星定位系統(GPS)發明以前，或是在無法接收GPS衛星訊號的水底和地下，高速旋轉的陀螺都是很好的導航工具。指南針雖然可以利用地球的磁場確定方向，但是它有不少缺點。首先它只能指示地球的磁極方位，這和地理的兩極有差異造成不便；其次由於地核的運動，地球磁極總是在不停地漂移，近150年來總共已漂移了上千公里，因而難以靠地磁場精確導航；另外指南針易受其周圍鐵磁性物體，如船體的影響，也給應用帶來困難。船上使用的陀螺方位儀是在一個封閉的球中有飛速旋轉的陀螺，陀螺的旋轉軸在重力作用下始終保持在水平面內，整個球漂浮在液體中可以自由旋轉。因為陀螺有保持旋轉方向不變的特性，所以不論輪船向什麼方向行駛，陀螺的旋轉軸的方向都是固定的。另外由於地球自轉的緣故，這個陀螺只有在其旋轉軸指向正北時能量最低，也就是處於最穩定的狀態，於是陀螺開啟一段時間後，它的旋轉軸就指向正北，並保持在這個方向，起到導航的作用。 轉動的物體不易改變旋轉方向的特性有時也會帶來麻煩。既然這個旋轉的方向很難改變，如果硬要改變它，一定要用很大的力，一般這個力是透過軸承加在這個轉動的物體如輪子上的。於是強行改變物體轉動方向時，軸承會受到很大力，它和物體的轉速及改變轉動軸方向的快慢成正比。計算機的硬盤裡就有高速旋轉的碟片，如果翻轉得過快，就有可能損壞硬碟的軸承。所以建議讀者挪動正在工作的筆記本和行動硬碟時儘量平行移動而不要翻轉它們，如果必須要翻轉也要慢慢地進行。
我們的生活中處處可見轉動的物體，如車輪、螺旋槳、陀螺、足球、地球等，它們的運動呈現出一些有趣的性質。 先做一個簡單的實驗：取長＞寬＞厚的一本書（最好用橡皮筋紮起以免書頁翻動影響實驗效果），在空中讓其分別繞它的與長寬高相平行的對稱軸旋轉。你會發現這本書可以繞與長邊或厚度的方向相平行的軸穩定地旋轉，但當繞與寬邊相平行的軸旋轉時，無論多麼小心地開始，書的轉動總是不穩定，不一會兒就翻轉成繞另外兩個對稱軸中的某一個轉去。這是剛性的物體作旋轉運動的一個普遍規律：繞最長或最短的軸的旋轉是穩定的，而繞中間長度的軸旋轉是不穩定的。這就類似一粒圍棋子很難立在碗口邊沿，總要落至碗底才穩定一樣。 我們見過孩子們玩的陀螺，在高速轉動下它可以立在地面上不傾倒，而且用鞭子抽它給它加速時也不會把它帶倒，只是有時候把它的旋轉軸抽得傾斜於地面，細心的人會發現這時旋轉軸也開始繞垂直於地面的軸旋轉，有時還伴隨著旋轉軸週期性的“點頭”運動。這是因為這時地球的引力給傾斜的陀螺產生一個力矩，如果陀螺不旋轉，這個力矩自然會使它翻倒，但是如果陀螺高速地旋轉，這個力矩只能改變它旋轉的方向，形成傾斜的旋轉軸繞垂直軸的轉動，但大致上還是保持轉動的方向不變。 從上面的例子中可以看到旋轉的物體有保持旋轉方向的穩定性，人們可以透過有意使物體自轉來防止外界的擾動可能造成的不可預料的翻轉。生活中這樣的例子比比皆是：腳踏車、小孩玩的鐵環、硬幣可以在平面上滾動而不傾倒；現代槍管壁中都特意加工有一組螺旋型的凹槽——鏜線，可以讓發射出的子彈自動沿中心軸自轉，以免各種擾動使子彈胡亂翻滾、在空氣中像“香蕉球”那樣偏離行進的方向或引起湍流產生巨大阻力而影響精度和射程；體育運動中的飛盤、美式橄欖球、飛碟也都是一邊繞著自己的對稱軸自旋一邊前進，才飛得又遠又準。 在全球衛星定位系統(GPS)發明以前，或是在無法接收GPS衛星訊號的水底和地下，高速旋轉的陀螺都是很好的導航工具。指南針雖然可以利用地球的磁場確定方向，但是它有不少缺點。首先它只能指示地球的磁極方位，這和地理的兩極有差異造成不便；其次由於地核的運動，地球磁極總是在不停地漂移，近150年來總共已漂移了上千公里，因而難以靠地磁場精確導航；另外指南針易受其周圍鐵磁性物體，如船體的影響，也給應用帶來困難。船上使用的陀螺方位儀是在一個封閉的球中有飛速旋轉的陀螺，陀螺的旋轉軸在重力作用下始終保持在水平面內，整個球漂浮在液體中可以自由旋轉。因為陀螺有保持旋轉方向不變的特性，所以不論輪船向什麼方向行駛，陀螺的旋轉軸的方向都是固定的。另外由於地球自轉的緣故，這個陀螺只有在其旋轉軸指向正北時能量最低，也就是處於最穩定的狀態，於是陀螺開啟一段時間後，它的旋轉軸就指向正北，並保持在這個方向，起到導航的作用。 轉動的物體不易改變旋轉方向的特性有時也會帶來麻煩。既然這個旋轉的方向很難改變，如果硬要改變它，一定要用很大的力，一般這個力是透過軸承加在這個轉動的物體如輪子上的。於是強行改變物體轉動方向時，軸承會受到很大力，它和物體的轉速及改變轉動軸方向的快慢成正比。計算機的硬盤裡就有高速旋轉的碟片，如果翻轉得過快，就有可能損壞硬碟的軸承。所以建議讀者挪動正在工作的筆記本和行動硬碟時儘量平行移動而不要翻轉它們，如果必須要翻轉也要慢慢地進行。