旋（xuán）轉陀螺不倒的原理

對於一（yī）個旋轉的陀螺體係,如果不發生（shēng）偏轉(左側),不論脫落是否旋轉都可以保持穩定,這顯而易見的,但是實際生活中旋（xuán）轉的陀螺總會遇到(微小（xiǎo）)擾動導致出現右側的情形.一個很小的擾動導致陀螺偏轉（zhuǎn）了θ角,請理解（jiě）這個θ非（fēi）常微小.這個擾動可以是一陣微風,一個震動（dòng）,桌麵的摩擦力變化等等（děng）,都可以導致出現一個這樣的（de）偏轉.

假設（shè）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（le）變化,(為（wéi）了方便觀察我把（bǎ）θ角畫得很大),你（nǐ）會發現雖（suī）然轉動陀螺上所有的質點的（de）旋轉絕對速度沒有變(桌麵參照係),但是速度方向已經（jīng）從水平變成帶有斜向的角度,這個可以想象一下圖中黑點的狀態（tài）.

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,根據角動量守恒(和轉速相比,這（zhè）是一個很小的θ),陀螺將（jiāng）保持這部分旋轉的角動量,產生一個（gè）圍繞垂直軸的公轉,維持了這（zhè）部分減小的角動量,維持了角動量守（shǒu）恒,新產生的扭（niǔ）矩平衡掉了（le）重（chóng）力的扭矩和離心力。

因此陀螺偏置（zhì）後必須發生公轉才能保持穩定,而且從上圖中看出,黑點越重,轉速越快陀螺越穩定.這是為什麽很多好的（de）陀螺設計成下麵這（zhè）個樣子:

隻需要保證質心在中間（jiān）(軸（zhóu）對稱即可),外圍盡可能增加配重,這樣發生偏轉角動量就多一些,公轉速度也會（huì）加（jiā）快,能夠快速拜托微小擾動回歸垂直狀態.