當旋轉陀螺的時候,陀螺的質心圍繞著中軸轉且有角速度,做受力分析時只有重力與支援力,且兩者都在轉軸上,所以力矩為0。torque= F×r( 叉積)這意味著角動量守恆,dL/dt= d(r×v)m/dt=r×mdv/dt=r×ma=F×r=0由於角動量守恆,又由於陀螺有固定的轉動慣量,這就意味著整個陀螺的角速度恆定。L(initial)=L(final)=Iω, I 固定ω也要恆定。恆定的話說明動能不變,由於機械能守恆,陀螺質心不產生額外的重力勢能,換句話說就是他不會倒。KE=1/2Iω^2KE(initial)=KE(final)KE(final)-KE(initial)=0= U(final)-U(initial)U(final)=U(initial)Hcm(final)=Hcm(initial)(這裡姑且認為是理想的陀螺,質心就在幾何中心上)至於靜止會倒下,個人覺得那是因為質心不在中軸線上。質心偏離了幾何中心,(密度,材料分佈不均)所在放陀螺在低速旋轉時就明顯看到陀螺在向下傾斜,因為事實上,由於質心的偏離,導致了重力距不為0,角動量會減小,動能會減小,減小部分就是重力做的功。也就是高度下降了。這也是為啥現實生活中,陀螺會從高速一直到低速最後掉下靜止。以上只考慮平放(陀螺轉軸與地面垂直)更多時候,當陀螺落地時,其自轉軸就偏向地面,這時候,陀螺會產生進動,也就是它本身會繞著一條垂直於地面的軸進行轉動。
當旋轉陀螺的時候,陀螺的質心圍繞著中軸轉且有角速度,做受力分析時只有重力與支援力,且兩者都在轉軸上,所以力矩為0。torque= F×r( 叉積)這意味著角動量守恆,dL/dt= d(r×v)m/dt=r×mdv/dt=r×ma=F×r=0由於角動量守恆,又由於陀螺有固定的轉動慣量,這就意味著整個陀螺的角速度恆定。L(initial)=L(final)=Iω, I 固定ω也要恆定。恆定的話說明動能不變,由於機械能守恆,陀螺質心不產生額外的重力勢能,換句話說就是他不會倒。KE=1/2Iω^2KE(initial)=KE(final)KE(final)-KE(initial)=0= U(final)-U(initial)U(final)=U(initial)Hcm(final)=Hcm(initial)(這裡姑且認為是理想的陀螺,質心就在幾何中心上)至於靜止會倒下,個人覺得那是因為質心不在中軸線上。質心偏離了幾何中心,(密度,材料分佈不均)所在放陀螺在低速旋轉時就明顯看到陀螺在向下傾斜,因為事實上,由於質心的偏離,導致了重力距不為0,角動量會減小,動能會減小,減小部分就是重力做的功。也就是高度下降了。這也是為啥現實生活中,陀螺會從高速一直到低速最後掉下靜止。以上只考慮平放(陀螺轉軸與地面垂直)更多時候,當陀螺落地時,其自轉軸就偏向地面,這時候,陀螺會產生進動,也就是它本身會繞著一條垂直於地面的軸進行轉動。